Υπολογιστής Ισοδύναμης Δυσκαμψίας Ελατηρίου
Υπολογισμός συνδυασμένης ακαμψίας για ελατήρια σε σειρά ή παράλληλα
Παράμετροι υπολογισμού
Βασισμένο στο πρότυπο ISO 26909 και στις αρχές του νόμου του Hooke
Αποτελέσματα υπολογισμού
—
—
—
—
Ανάλυση Συστήματος:
Πώς λειτουργεί η Αριθμομηχανή
Ελατήρια παράλληλα
Όταν τα ελατήρια είναι τοποθετημένα δίπλα-δίπλα (παράλληλα), μοιράζονται το φορτίο εξίσου:
Χαρακτηριστικά:
- Η συνολική ακαμψία αυξάνεται
- Ίδια παραμόρφωση για όλα τα ελατήρια
- Η δύναμη κατανέμεται μεταξύ των ελατηρίων
- Χρησιμοποιείται για την αύξηση της χωρητικότητας φορτίου
Ελατήρια σε σειρά
Όταν τα ελατήρια συνδέονται από άκρο σε άκρο (σε σειρά), ασκείται η ίδια δύναμη:
Χαρακτηριστικά:
- Η συνολική ακαμψία μειώνεται
- Ίδια δύναμη σε όλα τα ελατήρια
- Η συνολική παραμόρφωση είναι το άθροισμα των μεμονωμένων παραμορφώσεων
- Χρησιμοποιείται για την αύξηση του εύρους εργασίας
Μικτές διαμορφώσεις
Οι σύνθετες διατάξεις συνδυάζουν σειριακές και παράλληλες συνδέσεις:
- Υπολογίστε πρώτα τις παράλληλες ομάδες
- Στη συνέχεια, υπολογίστε τους συνδυασμούς σειρών
- Εργαστείτε από μέσα προς τα έξω για ένθετες διαμορφώσεις
Τύποι και εφαρμογές ελατηρίων
- Ελατήρια συμπίεσης: Το πιο συνηθισμένο, αντιστέκεται στις συμπιεστικές δυνάμεις
- Ελατήρια επέκτασης: Αντιστέκονται στις εφελκυστικές δυνάμεις, έχουν αρχική τάση
- Ελατήρια στρέψης: Αντίσταση στις περιστροφικές δυνάμεις, k σε N·m/rad
- Δισκοειδή ελατήρια: Υψηλή χωρητικότητα φορτίου σε μικρό χώρο, μη γραμμική
Σημαντικές σκέψεις
- Ο ρυθμός ελατηρίου μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με την παραμόρφωση (μη γραμμικά ελατήρια)
- Εξετάστε το ενδεχόμενο σύνδεσης πηνίου σε ελατήρια συμπίεσης
- Λάβετε υπόψη την αρχική τάση στα ελατήρια επέκτασης
- Η θερμοκρασία επηρεάζει την ακαμψία του ελατηρίου
- Η κόπωση και η διάρκεια ζωής εξαρτώνται από το εύρος του στρες
Πρακτικές Εφαρμογές
- Απομόνωση κραδασμών: Ελατήρια σειράς για χαμηλότερη συχνότητα
- Κοινή χρήση φορτίου: Παράλληλα ελατήρια για βαριά φορτία
- Λεπτομερής ρύθμιση: Μικτές διαμορφώσεις για συγκεκριμένα χαρακτηριστικά
- Πλεονασμός: Πολλαπλά ελατήρια για ασφάλεια
📘 Υπολογιστής ακαμψίας ελατηρίου
Υπολογίζει την ισοδύναμη ακαμψία πολλαπλών ελατηρίων σε σειρά, παράλληλα ή μικτά σχήματα.
Παράλληλα: k = k₁ + k₂ + … | Σειρά: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + …
💼 Εφαρμογές
- Απομόνωση κραδασμών συμπιεστή: Απαιτείται fn = 5 Hz, μάζα 1200 kg. Χρειάζεται k = 118 kN/m. Λύση: 4 ελατήρια παράλληλα × 29,5 kN/m το καθένα.
- Ανάρτηση οργάνων: Έχοντας ελατήρια 5000 N/m, χρειάζονται 2000 N/m. Λύση: 2 σε σειρά → k = 2500 N/m. Προσθέστε ρύθμιση για λεπτή ρύθμιση.
- Απομόνωση δύο σταδίων: Άνω: 4 ελατήρια × 10000 N/m παράλληλα = 40 kN/m. Κάτω: 4 × 8000 N/m = 32 kN/m. Στάδια σε σειρά → αποτελεσματικά ~18 kN/m.
- Αντικατάσταση έκτακτης ανάγκης: Σπασμένο ελατήριο 12000 N/m. Διαθέσιμα μόνο 6000 N/m. Λύση: 2 παράλληλα = 12000 N/m ✓
Φόρμουλα Άνοιξης:
Ελικοειδές ελατήριο: k = Gd⁴ / (8D³n) όπου G = μέτρο διάτμησης (χάλυβας 80 GPa), d = Ø σύρματος, D = μέσο Ø πηνίου, n = ενεργά πηνία