Hvordan beregnes fjederhastigheden?

Fjederkonstanten k for en spiralformet trykfjeder er k = Gd⁴/(8D³n), hvor G er forskydningsmodulet, d er tråddiameteren, D er den gennemsnitlige spiraldiameter, og n er antallet af aktive spiraler. Denne formel antager rund tråd og ubetydelig stigningsvinkel.

Hvad er Wahl-korrektionsfaktoren?

Wahl-faktoren Kw tager højde for krumning og direkte forskydningseffekter i spiralfjedre. Kw = (4C-1)/(4C-4) + 0,615/C, hvor C = D/d er fjederindekset. Den øger den beregnede forskydningsspænding, især for små fjederindekser (tætte spiraler).

Hvilket forårsindeks C skal jeg sigte efter?

Et fjederindeks C = D/d mellem 4 og 12 er typisk. C < 4 gør fjedre vanskelige at fremstille og forårsager høje belastninger. C > 12 kan føre til sammenfiltring og udbulning. C = 6-10 er optimal til de fleste anvendelser.

Hvad er solid højde, og hvorfor er det vigtigt?

Fjederens længde er fjederens længde, når den er fuldt komprimeret, så alle vindinger berører hinanden. Den er lig med (samlede vindinger) × tråddiameter. Fjederen må aldrig komprimeres til sin fulde højde under brug, da der ellers vil opstå permanent deformation (plastisk deformation).

Hvilket forskydningsmodul G skal jeg bruge?

Almindelige værdier: Musiktråd (ASTM A228) G ≈ 79,3 GPa, Rustfrit stål 302 G ≈ 69 GPa, Krom-vanadium G ≈ 77,2 GPa, Fosforbronze G ≈ 41,4 GPa. G varierer en smule med temperatur og tråddiameter.

Gratis ingeniørværktøj #064

Beregner for design af spiralformede trykfjedere

Design spiralformede trykfjedre. Indtast tråddiameter, spiraldiameter, fri længde, aktive spiraler og forskydningsmodul for at beregne fjederhastighed, maksimal belastning, forskydningsspænding og solidhøjde.

Fjederhastighed k Wahl-faktor Auto-beregning

Tråddiameter d (mm)

Gennemsnitlig spolediameter D (mm)

Fri længde L₀ (mm)

Aktive spoler n

Materiale (Forskydningsmodul G)

Sluttype

Hurtige forudindstillinger

Resultater

Fjederhastighed k

—

Maks. belastning ved fast stof (F_fast)

—

Maks. forskydningsspænding τ (med Kw)

—

Fast højde

—

Fjederindeks C

—

Wahl Faktor K_w

—

Fjederprofil

Fjederhastighed

Forskydningsspænding med Wahl-korrektion

Wahl-faktor

hvor C = D/d er fjederindekset.

Fast højde

Materiale	G (GPa)	Typisk brug
Musiktråd (A228)	79.3	Generel anvendelse, høj udmattelseslevetid
Krom-vanadium	77.2	Høje belastninger og stød
Rustfrit stål 302	69.0	Korrosionsbestandighed
Fosforbronze	41.4	Elektrisk, ikke-magnetisk
Berylliumkobber	44.8	Gnistfri, ledende

Eksempel — Musiktrådfjeder

Givet: d = 4 mm, D = 30 mm, L₀ = 80 mm, n = 10, G = 79 300 MPa

C = 30/4 = 7,5

k = 79300 × 4⁴ / (8 × 30³ × 10) = 79300 × 256 / 2.160.000 = 9,39 N/mm

Fast højde = (10+2) × 4 = 48 mm → Vandring = 80 − 48 = 32 mm

F_fast = 9,39 × 32 = 300,5 N

⚠️ Bemærk: Komprimér aldrig en fjeder til fast højde under drift. Konstruér arbejdsvandringen til ≤80% af den tilgængelige udbøjning. Kontrollér for knækning (buckling), hvis den frie længde/gennemsnitlige diameter er > 4.

Beregner til design af spiralformede trykfjedere | Gratis onlineværktøj #064

Resultater

Fjederhastighed

Forskydningsspænding med Wahl-korrektion

Wahl-faktor

Fast højde

Shop

Support

Contact