免费工程工具 · #007
不平衡产生的离心力
计算旋转部件残余不平衡产生的离心力。输入不平衡量和转速,即可立即查看力计算结果。.
F = U·ω²
g·mm → N
轴承负荷
成果
离心力
—
力(千牛)
—
力(磅力)
—
角速度 ω
—
频率
—
不平衡量(kg·m)
—
等效静质量
—
不平衡产生的离心力
当转子存在残余不平衡量 U(质量 × 偏心率)时,旋转会产生离心力:
- F — 离心力(牛顿)
- 呃 — 不平衡量(kg·m = g·mm × 10⁻⁶)
- ω — 角速度 = 2πn/60 (rad/s)
- n — 转速(RPM)
速度依赖性
由于力与 ω² 成正比,因此力与转速的关系是二次函数:
速度加倍 四倍 离心力。这就是为什么高速机械(涡轮机、涡轮增压器)需要更严格的平衡公差的原因。.
等效静载荷
等效静质量是指静止放置在轴承上时,能够产生与旋转不平衡力相同载荷的质量:
实例
例如——电动机
鉴于 不平衡量 U = 1000 g·mm,转速 n = 3000 RPM
ω = 2π × 3000 / 60 = 314.16 弧度/秒
U (SI) = 1000 × 10⁻⁶ = 0.001 千克·米
F = 0.001 × 314.16² = 北纬98.7度
等效静载荷:98.7 / 9.81 = 10.06公斤
典型不平衡力
| 不平衡量(克·毫米) | 转速(每分钟) | 力(牛顿) | 应用 |
|---|---|---|---|
| 100 | 10 000 | 109.7 | 涡轮增压器 |
| 1 000 | 3 000 | 98.7 | 电动机 |
| 5 000 | 1 500 | 123.4 | 离心泵 |
| 10 000 | 750 | 61.7 | 大风扇 |
| 50 000 | 300 | 49.3 | 破碎机 |
⚠️ 注意: 此计算假设转子在第一临界转速以下为刚性转子。高于第一临界转速时,动态响应更为复杂,需要进行转子动力学分析。.
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