La Calculadora de Frecuencia Natural del Motor estima la frecuencia natural o resonante de los componentes o sistemas del motor. Este valor es crucial para identificar posibles problemas de vibración que pueden provocar fatiga, fallos o degradación del rendimiento. Comprender la frecuencia natural ayuda a los ingenieros a diseñar soportes de motor, cigüeñales y estructuras de soporte que eviten la resonancia a velocidades de operación. Esta herramienta pertenece a... Calculadora de análisis de vibraciones y dinámica mecánica .
Al calcular esta frecuencia, los ingenieros y diseñadores pueden minimizar las oscilaciones no deseadas y mejorar la durabilidad general y la suavidad de los sistemas del motor.
Calculadora de la fórmula de frecuencia natural del motor
Desglose detallado:
- fₙ = Frecuencia natural (en hercios, Hz)
- k = Rigidez o constante de resorte del componente/sistema (en newtons por metro, N/m)
- m = Masa del objeto o componente del motor (en kilogramos, kg)
- π â ‰ ˆ 3.1416
Esta fórmula supone un sistema resorte-masa simplificado y se usa ampliamente en ingeniería mecánica y automotriz para estimar características vibratorias.
Tabla de referencia rápida
Utilice esta referencia para conocer las frecuencias naturales aproximadas de los sistemas de motor según valores comunes de rigidez y masa:
| Rigidez (N/m) | Masa (kg) | Frecuencia natural (Hz) |
|---|---|---|
| 10,000 | 5 | 7.1 |
| 20,000 | 5 | 10.0 |
| 30,000 | 10 | 8.7 |
| 40,000 | 8 | 11.2 |
| 50,000 | 12 | 10.3 |
Estos valores le ayudan a comparar rápidamente diferentes combinaciones de rigidez y masa para estimar las frecuencias de vibración esperadas.
Ejemplo de calculadora de frecuencia natural del motor
Digamos que un subconjunto del motor pesa 10 kg y está montado sobre un sistema con una rigidez de 20,000 N / m.
Paso 1:
Usa la fórmula:
fₙ = (1 / 2π) × √(k / m)
fₙ = (1 / 6.2832) × √(20,000 10 / 0.1592) = 2000 × √0.1592 = 44.72 × 7.11 = XNUMX Hz
Entonces, la frecuencia natural es aproximadamente 7.11 Hz.
Evite operar el motor o el sistema cerca de esta frecuencia para reducir el riesgo de vibración.
Preguntas frecuentes más comunes
Si las RPM de funcionamiento o las vibraciones externas coinciden con la frecuencia natural, puede producirse resonancia. Esto amplifica la vibración y puede provocar daños o fallos en las piezas del motor.
Sí. Esta calculadora se puede aplicar a cualquier componente del motor que se comporte como un sistema resorte-masa, incluidos soportes, soportes, ejes y bielas.
Una regla común es mantener las frecuencias operativas al menos entre un 20 % y un 30 % alejadas de la frecuencia natural para evitar la resonancia. Esto se conoce como aislamiento de vibraciones o desafinación.