Kuidas arvutatakse vedrude tugevust?

Spiraalse survevedru vedrujäikus k on k = Gd⁴/(8D³n), kus G on nihkemoodul, d on traadi läbimõõt, D on mähise keskmine läbimõõt ja n on aktiivsete mähiste arv. See valem eeldab ümarat traati ja tühist kaldenurka.

Mis on Wahli parandustegur?

Wahli tegur Kw arvestab spiraalvedrude kõverust ja otseseid nihkeefekte. Kw = (4C-1)/(4C-4) + 0,615/C, kus C = D/d on vedruindeks. See suurendab arvutatud nihkepinget, eriti väikeste vedruindeksite (tihedate keerdude) korral.

Millist vedruindeksit C peaksin sihtima?

Tüüpiline on vedruindeks C = D/d vahemikus 4 kuni 12. C < 4 raskendab vedrude tootmist ja põhjustab suuri pingeid. C > 12 võib põhjustada sassiminekut ja kõverdumist. C = 6–10 on enamiku rakenduste jaoks optimaalne.

Mis on tahke kõrgus ja miks see on oluline?

Täiskõrgus on vedru pikkus täielikult kokkusurutud olekus, nii et kõik keermed puudutavad teineteist. See võrdub (keerdude koguarv) × traadi läbimõõt. Vedru ei tohi töö ajal kunagi täiskõrguseni kokku suruda, vastasel juhul tekib püsiv deformatsioon (plastne deformatsioon).

Millist nihkemoodulit G peaksin kasutama?

Levinud väärtused: muusikatraat (ASTM A228) G ≈ 79,3 GPa, roostevaba 302 G ≈ 69 GPa, kroomvanaadium G ≈ 77,2 GPa, fosforpronks G ≈ 41,4 GPa. G varieerub veidi sõltuvalt temperatuurist ja traadi läbimõõdust.

Tasuta inseneritööriist #064

Spiraalse survevedru disainikalkulaator

Projekteerige spiraalsed survevedrud. Sisestage traadi läbimõõt, mähise läbimõõt, vaba pikkus, aktiivsed mähised ja nihkemoodul, et arvutada vedru kiirus, maksimaalne koormus, nihkepinge ja tahke keha kõrgus.

Vedrukiirus k Wahli tegur Automaatne kalkulatsioon

Traadi läbimõõt d (mm)

Keskmine mähise läbimõõt D (mm)

Vaba pikkus L₀ (mm)

Aktiivsed mähised n

Materjal (nihkemoodul G)

Lõpptüüp

Kiired eelseadistused

Tulemused

Vedrukiirus k

—

Maksimaalne koormus tahkel kujul (F_tahke)

—

Maksimaalne nihkepinge τ (kW-ga)

—

Täiskõrgus

—

Kevadindeks C

—

Wahli faktor K_w

—

Vedruprofiil

Vedru määr

Nihkepinge Wahli korrektsiooniga

Wahli tegur

kus C = D/d on vedruindeks.

Täiskõrgus

Materjal	G (GPa)	Tüüpiline kasutus
Muusikajuhe (A228)	79.3	Üldotstarbeline, kõrge väsimuskindlus
Kroom-vanaadium	77.2	Suur pinge, löögikoormused
Roostevaba 302	69.0	Korrosioonikindlus
Fosforpronks	41.4	Elektriline, mittemagnetiline
Berülliumvask	44.8	Sädemevaba, juhtiv

Näide — muusikatraadi vedru

Antud: d = 4 mm, D = 30 mm, L₀ = 80 mm, n = 10, G = 79300 MPa

C = 30/4 = 7,5

k = 79300 × 4⁴ / (8 × 30³ × 10) = 79300 × 256 / 2 160 000 = 9,39 N/mm2

Rulli kõrgus = (10 + 2) × 4 = 48 mm → Liikumisulatus = 80 − 48 = 32 mm

F_tahke = 9,39 × 32 = 300,5 N

⚠️ Märkus: Vedru ei tohi töö ajal kunagi täiskõrguseni kokku suruda. Projekteerige töökäik ≤80% võimaliku läbipainde ulatuses. Kontrollige kõverdumist, kui vaba pikkus/keskmine läbimõõt > 4.

Spiraalse survevedru projekteerimiskalkulaator | Tasuta veebitööriist #064

Avaldatud Nikolai Šelkovenko kell 15. veebruar 2026 15. veebruar 2026

Tulemused

Vedru määr

Nihkepinge Wahli korrektsiooniga

Wahli tegur

Täiskõrgus