Velocidad crítica del eje por deflexión estática

Introduzca una deflexión positiva en metros, milímetros o pulgadas para obtener la velocidad crítica en revoluciones por minuto, la frecuencia en hercios y la velocidad angular en radianes por segundo. El cálculo aplica la relación establecida entre la aceleración gravitatoria y el desplazamiento estático. Está pensado para evaluaciones rápidas, comparaciones de diseño preliminar y comprobaciones independientes antes de preparar un modelo rotor-dinámico detallado.

Use la deflexión estática para estimar la primera velocidad de vibración

Un eje giratorio flexible posee frecuencias naturales laterales y puede entrar en resonancia cuando la excitación rotacional se aproxima a una de ellas. Si domina un solo modo lateral, la primera frecuencia natural puede estimarse mediante el desplazamiento estático producido por la gravedad o por una carga efectiva equivalente. La calculadora aplica ω₁ = √(g/δ): ω₁ es la frecuencia angular en rad/s, g es la gravedad estándar de 9.80665 m/s² y δ es la deflexión estática positiva en metros. Después divide por 2π para obtener Hz y multiplica por 60 para obtener rpm. Una deflexión mayor reduce la velocidad crítica estimada; un sistema más rígido la eleva. Como la velocidad varía con la raíz cuadrada inversa, dividir la deflexión entre cuatro duplica aproximadamente la velocidad crítica. El resultado es una estimación del primer modo sin amortiguamiento, no una velocidad continua recomendada ni una prueba de que la resonancia sea inocua.

Elija una deflexión representativa del sistema real

La fórmula es sencilla, pero la calidad del resultado depende del dato introducido. Use la deflexión calculada o medida para la luz real del eje, las posiciones de los cojinetes, la rigidez, las masas del rotor y la distribución de carga pertinente. La flecha del eje desnudo puede ser inadecuada si domina un disco, acoplamiento, impulsor o polea pesados. Un cálculo de viga con apoyos incorrectos también describe otra máquina. Introduzca la magnitud del desplazamiento lateral estático asociado al peso o carga efectiva, no alargamiento axial, torsión, holgura, excentricidad ni amplitud vibratoria en marcha. Las unidades se convierten internamente a metros. Si contribuyen varias masas concentradas o una distribución compleja, conviene un cálculo de Rayleigh con pesos y deflexiones individuales, un modelo de elementos finitos del rotor o un ensayo modal, en vez de reducir todo el sistema a un único desplazamiento.

Interprete la estimación y defina el siguiente paso seguro

Considere las rpm devueltas como una estimación preliminar de la primera velocidad crítica. Los conjuntos reales incluyen amortiguamiento, flexibilidad de cojinetes, movimiento de apoyos, desequilibrio, rigidez de acoplamientos, fuerzas de fluidos, efectos giroscópicos, tolerancias y propiedades dependientes de la temperatura. Estos factores pueden desplazar la resonancia, cambiar su amplitud, separar los modos de precesión o añadir velocidades críticas. No use el valor aislado como límite operativo. Compárelo con todo el intervalo de velocidad, incluidos arranque, parada, sobrevelocidad y control variable, y aplique la norma, el margen de separación y la incertidumbre correspondientes. Si la operación normal se aproxima al valor, encargue un análisis rotor-dinámico con datos fiables de masas y cojinetes. Un ensayo vibratorio durante aceleración o desaceleración puede confirmar resonancias reales. Cada cálculo repetible mediante API cuesta $0.002; la aprobación debe considerar también cargas, tensiones, fatiga, estabilidad y transitorios.