Kritische Drehzahl

Kritische Drehzahl

Von einer Unwucht spricht man bei rotierenden Körpern, deren Masse nicht rotationssymmetrisch verteilt ist. Unwuchten führen vor allem bei hohen Drehzahlen zu Vibrationen und erhöhtem Verschleiß, weshalb sie durch Gegengewichte ausgewuchtet werden. Ein typisches Beispiel dafür sind Kfz-Räder, deren wesentliche Unwucht-Ursache die Reifen sind.

Andererseits werden Unwuchten oft absichtlich für technische Zwecke genutzt.

Man unterscheidet zwischen statischer und dynamischer Unwucht. Meist treten beide Formen gleichzeitig auf.

Statische und dynamische Unwucht

Inhaltsverzeichnis

Statische Unwucht

Eine statische Unwucht entsteht, wenn die Drehachse nicht durch den Schwerpunkt des Rotationskörpers verläuft. Sie ist ein Sonderfall der dynamischen Unwucht. Charakteristisch für eine statische Unwucht ist, dass die Ebene, in der die Unwucht liegt, mit der Radialebene des Schwerpunktes übereinstimmt und somit bei Drehung kreisförmige mechanische Schwingungen rechtwinklig zur Drehachse erzeugt.

Beispiel: Wird in einem Fahrradrad nur ein Reflektor angebracht, so dreht sich die Seite mit dem Reflektor immer nach unten.
Schwingungsverhalten von Unwuchten

Dynamische Unwucht

Dynamische Unwuchten entstehen, wenn die Rotationsachse nicht mit einer der stabilen Hauptträgheitsachsen des Bauteils übereinstimmt. Die Rotationsachse ist im Schwerpunkt gekippt.

Dynamische Unwuchten treten erst im Betrieb auf. Sie äußern sich in einem Biegemoment, dem sogenannten Unwuchtmoment auf der Rotationsachse. Sie rufen an den Enden der Achse um 180 Winkelgrade verschobene, kreisförmige Schwingungen hervor. Der Schwerpunkt des rotierenden Körpers bleibt in Ruhelage, während die Achse wegen der entgegengesetzten Kreisbewegungen taumelt.

Beispiel: zwei gegenüber, an verschiedenen Seiten an einem Fahrrad-Rad angebrachte Reflektoren

Man nimmt diese Form der Unwucht z. B. bei KFZ-Rädern oft als „Flattern“ wahr. Sie werden daher dynamisch gewuchtet, was dazu führen kann, dass beide Seiten (innen und außen) der Felge Ausgleichsgewichte tragen.

Nutzung von Unwuchteffekten

Unwuchten sind nicht nur ein negativer Effekt, sie werden in der Technik auf vielen Gebieten auch bewusst genutzt. So werden z. B. mit Vibratoren Behälter- und Silowandungen gereinigt, Materialien verdichtet und mit Unwuchtmotoren Schwingförderer angetrieben, die Schüttgüter fördern oder sortieren. In Mühlen werden Plansichter mit Unwuchten in Schwingung versetzt. Die freien Massenkräfte von Hubkolbenmotoren werden mit Ausgleichswellen reduziert oder beseitigt. Auch Massagegeräte und der Vibrationsalarm von Mobiltelefonen arbeiten mit einer von einem kleinen Motor in Drehung versetzten Unwucht. Die Unwuchtbohrung dient dazu, Bohrer durch steiniges bis lehmiges Sediment zu führen und so tiefere Erdschichten untersuchen zu können.

Kritische Drehzahl

Als kritische Drehzahl wird diejenige Drehzahl bezeichnet, bei der die Kräfte der rotierenden Unwucht ein Maschinenteil oder die ganze Maschine in Resonanzschwingungen versetzt. Das in Resonanz geratende System ist ein Feder-Masse-System; es besteht z. B. aus Läufer und Welle eines Elektromotors/einer Turbine oder aus dem gesamten Motor und seinem Fundament bzw. seiner Aufhängung.

Die kritische Drehzahl stellt eine Gefahr an schnelldrehenden Maschinen (Turbinen, Zentrifugen usw.) dar; sie wird durch gutes Wuchten, durch federnde, dämpfende Aufhängung oder durch ein besonders schnelles Durchfahren der kritischen Drehzahl beim Hochlauf verringert.

Bei Schwingförderern und Rüttlern legt man dagegen die Resonanzfrequenz des schwingfähigen Systems absichtlich in den Bereich der kritischen Drehzahl bzw. umgekehrt.

Siehe auch

UnwuchtmotorSchwingfördererRüttelplatteAuswuchtenWucht

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Поможем сделать НИР

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • kritische Drehzahl — kritische Drehzahl,   Drehzahl, bei der ein elastisches, mit Masse behaftetes System (z. B. eine Welle mit Rädern) durch periodisch einwirkende Kräfte zu Biege und Drehschwingungen, die mit der Eigenschwingung des Systems übereinstimmen, angeregt …   Universal-Lexikon

  • Drehzahl — Umlauffrequenz; Umdrehungsfrequenz * * * Dreh|zahl 〈f. 20; Tech.〉 Tourenzahl, Anzahl der Umdrehungen rotierender Körper in einer bestimmten Zeit * * * Dreh|zahl, die (Physik): Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Körpers in einer bestimmten… …   Universal-Lexikon

  • Unwucht — Von einer Unwucht spricht man bei rotierenden Körpern, deren Masse nicht rotationssymmetrisch verteilt ist. Unwuchten führen zu Vibrationen und erhöhtem Verschleiß, weshalb sie durch Gegengewichte ausgewuchtet werden. Ein typisches Beispiel dafür …   Deutsch Wikipedia

  • Wuchten — Der Begriff Auswuchten bezeichnet das Verringern oder Beseitigen einer Unwucht. Jeder um eine feststehende Achse rotierende Körper besitzt eine Unwucht, die sich durch Vibrationen oder Schwingungen, Geräusche und hohen Verschleiß bemerkbar machen …   Deutsch Wikipedia

  • Biegeschwingung — Biegeschwingung,   Physik und Technik: an einem biegesteifen Körper (besonders an Bau oder Maschinenteilen) bei Einwirken zeitlich periodischer oder schwankender äußerer Kräfte oder auch Momente auftretende mechanische Schwingung, die den Körper… …   Universal-Lexikon

  • Auswuchten — Der Begriff Auswuchten bezeichnet das Verringern oder Beseitigen einer Unwucht. Jeder um eine feststehende Achse rotierende starre Körper besitzt eine Unwucht, die zu Vibrationen (Schwingungen), Geräuschen und erhöhtem Verschleiß führen kann.… …   Deutsch Wikipedia

  • Dreschmaschine — von Ködel Böhm in Dinkelsbühl Dreschmaschin …   Deutsch Wikipedia

  • auswuchten — abgleichen * * * aus|wuch|ten [ au̮svʊxtn̩], wuchtete aus, ausgewuchtet <tr.; hat (Technik): (sich drehende Teile von Maschinen, Fahrzeugen) durch Anbringen ausgleichender Gewichte so ausbalancieren, dass sie nicht mehr vibrieren, sich… …   Universal-Lexikon

  • Schiffsschwingungen — Schiffs|schwingungen,   1) periodische Bewegungen des Schiffes als starrer Körper, die durch die Wellenbewegung des Wassers hervorgerufen werden: Schlingern (um die Längsachse), Stampfen (um die Querachse), Gieren (um die Vertikalachse) und… …   Universal-Lexikon

  • n-я критическая частота вращения гибкого ротора — 93. n я критическая частота вращения гибкого ротора D. n Kritische Drehzahl des flexibles Rotors E. nth critical speed of the flexible rotor F. ntlem vitesse critique du rotor flexible Частота вращения гибкого ротора, при которой наблюдается… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”