Takaisin laskimien luetteloon

Kevään kriittisen nopeuden laskin

Laske kierrejousien syöksytaajuus ja kriittiset nopeudet

Laskentaparametrit

Perustuu standardiin ISO 13906 ja jousidynamiikan teoriaan

Metrijärjestelmä

Imperiumin järjestelmä

Jousityyppi

Langan halkaisija

Keskimääräinen kelan halkaisija

Aktiivisten kelojen lukumäärä

Jousimateriaali

Päätytyypin määritys

Käyttönopeus (jos pyörii)

Kierrosluku

Asennusolosuhteet

Kriittisen nopeuden analyysin tulokset

Ensimmäinen luonnollinen taajuus (aalto):
—

Kriittinen nopeus (RPM):
—

Aallon nopeus keväällä:
—

Jousiluku (C = D/d):
—

Turvamarginaali:
—

Ylijännitesuojauksen taajuuden arviointi:

Turvallinen: Käyttö < 0,2 × kriittinen nopeus

Varoitus: Käyttönopeus 0,2–0,5 × kriittinen

Varoitus: Käyttönopeus 0,5–0,8 × kriittinen

Vaara: Käyttönopeus > 0,8 × kriittinen – Uudelleensuunnittelu vaaditaan

Laskimen toimintaperiaate

Kevätaallon ilmiö

Jousiaalto syntyy, kun herätetaajuus vastaa jousilangan ominaistaajuutta, mikä aiheuttaa resonanssivärähtelyjä jousen pituudella.

Ominaistaajuuden laskeminen

Kierrejousien ensimmäinen luonnollinen taajuus on:

fs = (1/2n) × √(G/ρ)

missä:

fs — syöksytaajuus (Hz)
n — aktiivisten kelojen lukumäärä
G — leikkauskerroin (Pa)
ρ — materiaalitiheys (kg/m³)

Kriittinen nopeus

Kriittinen pyörimisnopeus, jolla voi esiintyä ylijännitettä:

Nc = 60 × fs/k

jossa k on harmoninen luku (tyypillisesti 1 perusvärähtelylle)

Aallon nopeus

Jännitysaaltojen nopeus jousimateriaalissa:

c = √(G/ρ)

Kevätindeksi

Jousi-indeksi vaikuttaa syöksykäyttäytymiseen:

C < 4: Vaikea valmistaa, suuri rasitus
C = 4–12: Useimpien jousien normaali vaihteluväli
C > 12: Altis sotkeutumiselle ja lommoutumiselle

Materiaalin ominaisuudet

Materiaali	Leikkausmoduuli (GPa)	Tiheys (kg/m³)
Musiikkilanka	81.7	7850
Ruostumaton 302	69.0	7900
Kromi-pii	77.2	7850
Fosforipronssi	41.4	8800

Ehkäisymenetelmät

Suunniteltu jousen ominaistaajuus > 13 × käyttötaajuus
Käytä muuttuvan nousun jousia resonanssin katkaisemiseksi
Lisää vaimennus (sisäkkäiset jouset, pinnoitteet)
Muuta jousen mittoja tai materiaalia
Käytä ylijännitesuojaimia tai jousiohjaimia

Surgingin vaikutukset

Ennenaikainen väsymismurtuma
Käämien törmäys ja iskun aiheuttamat vauriot
Kantavuuden menetys
Liiallinen melu ja tärinä
Ennustamaton kevään käyttäytyminen

📘 Kriittisen nopeuden laskuri (kevätaalto)

Laskee kierrejousien syöksytaajuuden ja kriittisen nopeuden. Syöksy tapahtuu, kun jousikelat värähtelevät resonanssissa aiheuttaen jännitystä ja vikaantumisen.
Kaava: fs = c/(2L), jossa c = aallonnopeus, L = johtimen pituus.

💼 Sovellukset

Moottorin venttiilijousi: Käyttönopeus 6000 RPM = 100 Hz. Jousen jännitteen taajuus: 250 Hz. Turvallisuussuhde: 100/250 = 0,4 < 0,5 ✓ Turvallinen. Suurempi jousi-indeksi tai vähemmän keloja lisää syöksytaajuutta.
Tärinänvaimennin: Laite 1480 RPM. Jouset eivät saa nousta nykäyksiin. Laskettu: 3500 RPM kriittinen. Suhde: 1480/3500 = 0,42 ✓
Kompressorin paineenalennus: Jousi venttiilissä, nopea sykli 60 Hz. Ylijännite: 180 Hz. Turvallinen, mutta tarkista harmoniset yliaallot 2× ja 3× käyttötaajuudella.

Ylijännitteen esto:

Suunnittelusäännöt: Käyttötaajuuden tulisi olla < 0,5 × syöksytaajuus. Kriittisissä sovelluksissa: < 0,3 × syöksytaajuus.

Ratkaisut, jos liian lähellä: Suurenna langan halkaisijaa, pienennä keskihalkaisijaa, vähennä aktiivisten käämien määrää, käytä vaimennusholkkeja ja sisäkkäisiä jousia.

Jousen kriittisen nopeuden (surgenssin) laskin

Julkaisija: admin, lokakuu 20, 2025, lokakuu 20, 2025