Tilbage til listen over lommeregnere

Forårskritisk hastighedsberegner

Beregn stødfrekvens og kritiske hastigheder for spiralfjedre

Beregningsparametre

Baseret på ISO 13906 og teorien om fjederdynamik

Metrisk system

Det kejserlige system

Fjedertype

Tråddiameter

Gennemsnitlig spolediameter

Antal aktive spoler

Fjedermateriale

Sluttypekonfiguration

Driftshastighed (hvis roterende)

Omdrejninger i minuttet

Monteringstilstand

Resultater af kritisk hastighedsanalyse

Første naturlige frekvens (bølge):
—

Kritisk hastighed (RPM):
—

Bølgehastighed om foråret:
—

Fjederindeks (C = D/d):
—

Sikkerhedsmargin:
—

Vurdering af overspændingsfrekvens:

Sikker: Drift < 0,2 × Kritisk hastighed

Forsigtighed: Driftshastighed 0,2-0,5 × kritisk hastighed

Advarsel: Driftshastighed 0,5-0,8 × kritisk hastighed

Fare: Drift > 0,8 × kritisk hastighed – Redesign påkrævet

Sådan fungerer lommeregneren

Forårsbølgefænomen

Fjederstød opstår, når excitationsfrekvensen matcher fjedertrådens naturlige frekvens, hvilket forårsager resonante vibrationer langs fjederens længde.

Beregning af naturlig frekvens

For spiralfjedre er den første naturlige frekvens:

fs = (1/2n) × √(G/ρ)

hvor:

fs — overspændingsfrekvens (Hz)
n — antal aktive spoler
G — forskydningsmodul (Pa)
ρ — materialedensitet (kg/m³)

Kritisk hastighed

Den kritiske rotationshastighed, hvor der kan forekomme stød:

Nc = 60 × fs / k

hvor k er det harmoniske tal (typisk 1 for grundtonen)

Bølgehastighed

Hastigheden af spændingsbølger i fjedermaterialet:

c = √(G/ρ)

Forårsindeks

Fjederindekset påvirker stødopførsel:

C < 4: Vanskelig at fremstille, høj belastning
C = 4-12: Normalt område for de fleste fjedre
C > 12: Tilbøjelig til at filtre sig sammen og bukke sig

Materialeegenskaber

Materiale	Forskydningsmodul (GPa)	Densitet (kg/m³)
Musiktråd	81.7	7850
Rustfrit stål 302	69.0	7900
Krom silicium	77.2	7850
Fosforbronze	41.4	8800

Forebyggelsesmetoder

Designfjederens naturlige frekvens > 13× driftsfrekvens
Brug variabel tonehøjdefjedre til at bryde resonans
Tilføj dæmpning (indlejrede fjedre, belægninger)
Ændre fjederdimensioner eller materiale
Brug overspændingsdæmpere eller fjederstyr

Virkninger af bølger

For tidlig træthedssvigt
Spolekollision og stødskader
Tab af lasteevne
Overdreven støj og vibrationer
Uforudsigelig forårsadfærd

📘 Kritisk hastighedsberegner (forårsbølge)

Beregner stødfrekvens og kritisk hastighed for spiralfjedre. Stød opstår, når fjederspiraler vibrerer ved resonans, hvilket forårsager belastning og svigt.
Formel: fs = c/(2L) hvor c = bølgehastighed, L = trådlængde.

💼 Applikationer

Motorventilfjeder: Drift 6000 o/min = 100 Hz. Fjederstødfrekvens: 250 Hz. Sikkerhedsforhold: 100/250 = 0,4 < 0,5 ✓ Sikker. Højere fjederindeks eller færre vindinger øger overspændingsfrekvensen.
Vibrationsisolator: Udstyr 1480 o/min. Fjedrene må ikke støde. Beregnet: 3500 o/min kritisk. Udvekslingsforhold: 1480/3500 = 0,42 ✓
Kompressor trykaflastning: Fjeder i ventil, hurtig cyklus 60 Hz. Stød: 180 Hz. Sikker, men kontroller for harmoniske ved 2× og 3× driftsfrekvens.

Overspændingsforebyggelse:

Designregler: Driftsfrekvensen bør være < 0,5 × overspændingsfrekvens. Til kritiske anvendelser: < 0,3 × overspændingsfrekvens.

Løsninger hvis de er for tætte: Øg tråddiameteren, reducer gennemsnitsdiameteren, reducer aktive spoler, brug dæmpningsmuffer, indbyggede fjedre.

Kritisk hastighedsberegner for fjeder (bølge)

Udgivet af admin på oktober 20, 2025 oktober 20, 2025