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錘頭離心力計算器

計算破碎機與磨機錘頭的離心力。輸入錘頭質量、質心半徑與轉子轉速,即可獲得固定銷與螺栓上的受力。

錘式破碎機 破碎機 F = mRω²
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結果

離心力
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力 (kN)
—
力 (lbf)
—
受力與重量比
—
R 處之尖端速度
—
角速度 ω
—

離心力公式

作用於旋轉錘頭質心之離心力:

  • m — 錘頭質量 (kg)
  • R — 旋轉中心至錘頭質心之距離 (m)
  • ω — 角速度 (rad/s) = 2πn/60
  • n — 轉速 (RPM)

受力與重量比

此數值表示離心力相當於錘頭自身重量的倍數。工業用錘式破碎機常見之數值為 500–2000× g。

銷軸尺寸計算(雙剪切)

對於以銷軸雙剪切方式固定的錘頭:

其中 τallow 為允許剪應力(中碳鋼通常為 60–80 MPa,安全係數 3–5)。

實務範例

範例 — 錘式破碎機

已知: 錘頭質量 = 5 kg,R = 400 mm,轉速 = 1500 RPM

ω = 2π × 1500 / 60 = 157.08 rad/s

F = 5 × 0.400 × 157.08² = 49,348 N (49.3 kN)

F / (m×g) = 49,348 / (5 × 9.81) = 1,006 × g

R 處之尖端速度:v = ω × R = 157.08 × 0.4 = 62.8 m/s

⚠️ 重要: 此僅為離心力。破碎過程中之衝擊力會增加顯著的動態負荷。在計算銷軸、螺栓與轉盤尺寸時,務必使用足夠的安全係數(3–5)。

Centrifugal force determines the load on hammer retention pins, bolts, and pivot points. It is essential for:

  • Sizing fasteners (pins, bolts) for adequate shear and fatigue strength
  • Designing rotor discs to withstand distributed loads
  • Predicting hammer behavior (swing-out angle for swing hammers)
  • Ensuring safe operation — a thrown hammer is a lethal projectile

A 5 kg hammer at 1500 RPM on R=400mm experiences ~49 kN — equivalent to hanging 5 tonnes from the pin.

Higher centrifugal force:

  • Keeps swing hammers extended — hammers stay in radial position, maximizing effective diameter and impact energy
  • Increases impact force — impact energy is proportional to mv² (tip speed squared)
  • Higher pin loads — requires stronger retention hardware
  • More disc stress — disc holes experience bearing stress from pins under centrifugal load

For a pin in double shear:

  • Required pin area = F / (2 × τallow)
  • Pin diameter = √(2F / (π × τallow))
  • Use τallow = 60–80 MPa for medium carbon steel
  • Apply safety factor 3–5 for dynamic/fatigue loads

Example: F = 49 kN, SF = 4, τallow = 70 MPa → d = √(2 × 49000 × 4 / (π × 70)) = 42 mm pin required.

Unequal hammer masses create unbalance forces that cause:

  • Vibration — grows with RPM², leading to bearing failure
  • Bearing damage — reduced bearing life by factor of (F/F₀)³
  • Structural fatigue — cracking of frame, foundation bolts, and welds
  • Poor product quality — uneven grinding, inconsistent particle size

Always weigh and arrange hammers for minimum unbalance.

Common causes of uneven wear:

  • Non-uniform feed — material entering one side of the rotor more than the other
  • Material variation — different hardness zones in feed material
  • Screen condition — worn or damaged screen sections cause uneven discharge
  • Breaker plate alignment — misaligned plates deflect material unevenly
  • Initial mass differences — even small manufacturing tolerances compound over time

Implement a regular hammer rotation schedule: flip (180°), swap positions, and weigh before reinstalling.

本頁所述的操作流程由 Vibromera 團隊使用 Balanset-1A(一款用於現場轉子平衡的便攜式雙通道動平衡儀及振動分析儀)開發並經過實地測試。

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破碎機與錘式破碎機之專業轉子動平衡校正。降低振動並延長軸承壽命。已應用於 50 多個國家。
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Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko

Nikolai Shelkovenko是一名振動分析工程師,也是Vibromera的創辦人兼執行長。 15年多來,他一直在現場——而非在試驗台上——為旋轉設備進行動平衡校正:粉碎機、工業風機、破碎機、離心機、軸與主軸。正是這些實際工作催生了Balanset系列儀器——它們被設計為一種專業人員可以隨身攜帶到機器旁、在現場獨立使用的工具,而非實驗室設備。 Vibromera成立於2017年,自2023年起總部設於葡萄牙波爾圖。Balanset系列產品的研發、組裝與支援均在此完成。旗艦產品是Balanset-1A,一款用於單平面及雙平面動平衡校正與振動診斷的可攜式分析儀。 Nikolai親自參與客戶支援工作,處理各種棘手的動平衡校正案例,並參與軟體開發。他以任何語言為全球客戶提供服務。

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