平台设计参数
基于 ISO 21940、ISO 2041 和平衡机设计原理
平台设计结果
春季要求
总所需刚度：
—
—
单个弹簧刚度：
—
—
弹簧丝直径（估计值）：
—
—
动态特性
平台固有频率：
—
—
最小速度时的频率比：
—
—
最大速度时的频率比：
—
—
静态挠度：
—
—
性能预测
最小速度下的传输率：
—
—
最大速度下的传动率：
—
—
最小可检测不平衡量：
—
—
设计建议：
平衡平台设计理论
软轴承与硬轴承机器
软轴承： 平台固有频率 最小转子转速 < 30%
- 对不平衡有更好的灵敏度
- 更宽的速度范围能力
- 不需要太大的地基
- 更容易受到外部振动的影响
硬轴承： 平台固有频率>3×最大转子转速
- 更稳定的测量
- 更有利于生产平衡
- 对转子变化不太敏感
- 需要非常坚固的支撑
固有频率选择
fn = (1/2π) × √(k_total / m_total)
对于软轴承：fn < 0.3 × (分钟转速 / 60)
对于硬轴承：fn > 3 × (RPMmax / 60)
弹簧刚度计算
k_total = (2π × fn)² × (m_转子 + m_平台)
k_individual = k_total / n_springs（平行排列）
敏感性考虑
平台灵敏度取决于：
- 质量比（平台/转子）
- 固有频率分离
- 阻尼水平
- 传感器位置和类型
关键设计检查
- 春季浪潮： 弹簧固有频率>13×平台频率
- 静态挠度： 不得超过弹簧固体高度
- 横向稳定性： 防止平台摇晃模式
- 基础隔离： 如果需要，考虑双重隔离
典型应用
| 转子类型 | 速度范围 | 平台类型 | 典型 fn |
|---|---|---|---|
| 小转子 | 1000-10000转/分 | 软轴承 | 2-5赫兹 |
| 电动机 | 600-3600 转/分 | 软轴承 | 1-3赫兹 |
| 涡轮机 | 3000-20000转/分 | 软轴承 | 5-15赫兹 |
| 曲轴 | 300-2000转/分 | 硬轴承 | 100+赫兹 |
使用示例和价值选择指南
示例1：电动机平衡机
设想： 设计一个平衡平台，用于重量不超过 50 公斤、运行速度为 1500-3000 RPM 的电动机
- 转子质量： 50公斤（最大电机重量）
- 平台质量： 100 公斤（2 倍转子质量，以确保稳定性）
- 速度范围： 1500-3000转/分
- 平台类型： 软轴承（灵敏度更高）
- 弹簧： 拐角处有 4 个弹簧
- 减震： 光（ζ = 0.05）
- 最大偏转： 25毫米
- 结果： fn ≈ 6.25 Hz，弹簧刚度 ≈ 5.8 kN/m
示例2：大型涡轮转子
设想： 高速涡轮转子，200公斤，10000-20000转/分
- 转子质量： 200公斤
- 平台质量： 300 公斤（重型转子为 1.5 倍）
- 速度范围： 10000-20000转/分
- 平台类型： 软轴承
- 弹簧： 6 个弹簧（六角形，确保稳定性）
- 减震： 中等（ζ = 0.1）
- 最大偏转： 15 毫米（更硬，更精确）
- 结果： fn ≈ 41.7 Hz，需要非常硬的弹簧
如何选择价值观
平台海量选择
- 轻型转子（< 50 公斤): 平台质量 = 2-3× 转子质量
- 中型转子（50-200公斤）： 平台质量 = 1.5-2× 转子质量
- 重型转子（> 200 公斤）： 平台质量=1-1.5×转子质量
- 规则： 平台越重=越稳定，但灵敏度越低
平台类型选择
- 软轴承： 选择时间：
- 需要较宽的速度范围
- 需要高灵敏度
- 研究/开发应用
- 可变转子类型
- 硬轴承： 选择时间：
- 生产平衡
- 单速运行
- 重型转子
- 最低限度的基础可用
Spring 配置
- 3个弹簧（三角形）： 最低稳定性，仅限轻型转子
- 4个弹簧（矩形）： 最常见，适用于矩形平台
- 6个弹簧（六角形）： 大型/重型转子的稳定性更好
- 8-12个弹簧： 非常大的平台或特殊要求
阻尼要求
- 无阻尼： 刚性转子，远离共振
- 光（ζ = 0.05）： 大多数应用的标准选择
- 中等（ζ = 0.1）： 当经过共振
- 重（ζ = 0.2）： 柔性转子或特殊要求
最大挠度
- 10-15毫米： 高精度、小型转子
- 20-30毫米： 标准应用程序
- 30-50毫米： 大型/重型转子
- 规则： 不得超过 80% 弹簧自由长度
📘 平衡平台计算器
设计用于双平面转子平衡的平衡平台。根据ISO 1940-1计算平台固有频率、弹簧刚度和灵敏度。
软轴承：fn < 0.3 × fmin | 硬轴承：fn > 3 × fmax
💼 应用程序
- 风扇平衡（软）： 转子 45 公斤 + 平台 35 公斤 = 80 公斤。转速：1480 RPM = 24.7 Hz。所需频率 < 0.3×24.7 = 7.4 Hz。设计频率：fn = 6 Hz。弹簧：4 × 22 kN/m。灵敏度：可检测0.5 g·mm/kg的不平衡量。
- 涡轮增压器（硬）： 转子12公斤，24000转/分 = 400赫兹。所需频率fn > 3×400 = 1200赫兹。高刚性平台或刚性支架。基于加速度计的测量。
- 泵转子（软）： 185公斤转子，2980转/分。平台：95公斤。fn = 4.2赫兹。挠度：8毫米。阻尼：中等（ζ=0.1）。检测精度：2克·毫米/公斤（G2.5级）。
平台类型：
软轴承： 低fn。大挠度。测量相对转子振动。适用于所有转速，包括变速转速。
硬轴承： 高fn。结构坚固。测量绝对振动。适用于定速、紧凑设计。
类别
ZH 
EN 
AR 
AZ 
BG 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
FA 
PL 
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SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 