Kalkulačka ekvivalentní tuhosti pružiny
Výpočet kombinované tuhosti pružin zapojených sériově nebo paralelně
Parametry výpočtu
Na základě normy ISO 26909 a principů Hookeova zákona
Výsledky výpočtu
-
-
-
-
Analýza systému:
Jak funguje kalkulačka
Pružiny v rovnoběžných
Pokud jsou pružiny uspořádány vedle sebe (paralelně), rozdělují zatížení rovnoměrně:
Charakteristika:
- Celková tuhost se zvyšuje
- Stejný průhyb pro všechny pružiny
- Síla je rozložena mezi pružiny
- Používá se ke zvýšení nosnosti
Pružiny v sérii
Když jsou pružiny spojeny koncovými konci (sériově), působí na ně stejná síla:
Charakteristika:
- Celková tuhost se snižuje
- Stejná síla ve všech pružinách
- Celková deformace je součtem jednotlivých deformací
- Používá se ke zvětšení pracovního dosahu
Smíšené konfigurace
Složitá uspořádání kombinují sériové a paralelní zapojení:
- Nejprve vypočítejte paralelní skupiny
- Pak vypočítejte kombinace řad
- Pracujte zevnitř ven pro vnořené konfigurace
Typy a použití pružin
- Tlačné pružiny: Nejběžnější, odolávají tlakovým silám
- Tažné pružiny: Odolávat tahovým silám, mít počáteční napětí
- Torzní pružiny: Odolné rotační síly, k v N·m/rad
- Talířové pružiny: Vysoká nosnost v malém prostoru, nelineární
Důležité úvahy
- Tuhost pružiny se může měnit s průhybem (nelineární pružiny)
- Zvažte vázání vinutím v tlačných pružinách
- Zohlednění počátečního napětí v tažných pružinách
- Teplota ovlivňuje tuhost pružiny
- Únavová životnost závisí na rozsahu namáhání
Praktické aplikace
- Izolace vibrací: Sériové pružiny pro nižší frekvence
- Sdílení zátěže: Paralelní pružiny pro vysoké zatížení
- Jemné ladění: Smíšené konfigurace pro specifické vlastnosti
- Redundance: Více pružin pro bezpečnost
📘 Kalkulačka tuhosti pružin
Vypočítá ekvivalentní tuhost více pružin v sériovém, paralelním nebo smíšeném zapojení.
Rovnoběžně: k = k₁ + k₂ + … | Řada: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + …
💼 Aplikace
- Izolace vibrací kompresoru: Požadovaná frekvence fn = 5 Hz, hmotnost 1200 kg. Potřebné k = 118 kN/m. Řešení: 4 pružiny rovnoběžné × 29,5 kN/m každá.
- Zavěšení přístroje: Máme pružiny s tuhostí 5000 N/m, potřebujeme 2000 N/m. Řešení: 2 v sérii → k = 2500 N/m. Pro jemné doladění přidáme korekci.
- Dvoustupňová izolace: Horní: 4 pružiny × 10 000 N/m rovnoběžně = 40 kN/m. Spodní: 4 × 8 000 N/m = 32 kN/m. Stupně v sérii → efektivní ~18 kN/m.
- Nouzová výměna: Zlomená pružina 12000 N/m. K dispozici je pouze 6000 N/m. Řešení: 2 rovnoběžky = 12000 N/m ✓
Jarní vzorec:
Spirálová pružina: k = Gd⁴ / (8D³n), kde G = modul pružnosti ve smyku (ocel 80 GPa), d = průměr drátu, D = střední průměr závitu, n = počet aktivních závitů