כיצד מחושב קצב הקפיץ?

קצב הקפיץ k עבור קפיץ דחיסה סלילי הוא k = Gd⁴/(8D³n), כאשר G הוא מודול הגזירה, d הוא קוטר החוט, D הוא קוטר הסליל הממוצע, ו-n הוא מספר הסלילים הפעילים. נוסחה זו מניחה חוט עגול וזווית גובה זניחה.

מהו גורם התיקון של וואהל?

גורם וואהל, Kw, מתחשב בעקמומיות ובהשפעות גזירה ישירות בקפיצי סליל. Kw = (4C-1)/(4C-4) + 0.615/C, כאשר C = D/d הוא מדד הקפיץ. הוא מגדיל את מאמץ הגזירה המחושב, במיוחד עבור מדד קפיץ קטן (סלילים הדוקים).

לאיזה מדד C של אביב עליי לשאוף?

מדד קפיץ C = D/d בין 4 ל-12 הוא אופייני. C < 4 מקשה על ייצור הקפיצים וגורם למאמצים גבוהים. C > 12 יכול להוביל להסתבכות וכיפוף. C = 6–10 הוא אופטימלי עבור רוב היישומים.

מהו גובה מוצק ולמה זה חשוב?

גובה מוצק הוא אורך הקפיץ כשהוא דחוס במלואו כך שכל הסלילים נוגעים זה בזה. הוא שווה ל-(סך הסלילים) × קוטר החוט. אסור לדחוס את הקפיץ לגובה מוצק בזמן שירות, אחרת יתרחש קשירה קבועה (דפורמציה פלסטית).

איזה מודול גזירה G עליי להשתמש?

ערכים נפוצים: חוט מוזיקלי (ASTM A228) G ≈ 79.3 GPa, נירוסטה 302 G ≈ 69 GPa, כרום-ונדיום G ≈ 77.2 GPa, ברונזה זרחנית G ≈ 41.4 GPa. ה-G משתנה מעט בהתאם לטמפרטורה ולקוטר החוט.

כלי הנדסה חינמי #064

מחשבון תכן קפיץ דחיסה סלילי

תכננו קפיצי דחיסה סליליים. הזינו קוטר חוט, קוטר סליל, אורך חופשי, סלילים פעילים ומודול גזירה כדי לחשב את קבוע הקפיץ, העומס המרבי, מאמץ הגזירה והגובה המוצק.

קבוע הקפיץ k פקטור וואהל חישוב אוטומטי

קוטר חוט d (מ"מ)

קוטר סליל ממוצע D (מ"מ)

אורך חופשי L₀ (מ"מ)

סלילים אקטיביים n

חומר (מודול גזירה G)

סוג הקצה

הגדרות מהירות מוגדרות מראש

תוצאות

קבוע הקפיץ k

—

עומס מקסימלי במצב מוצק (F_מוּצָק)

—

מאמץ גזירה מרבי τ (עם Kw)

—

גובה מוצק

—

מדד הקפיץ C

—

וואהל פקטור K_w

—

פרופיל הקפיץ

קבוע הקפיץ

מאמץ גזירה עם תיקון וואהל

פקטור וואהל

כאשר C = D/d הוא מדד הקפיץ.

גובה מוצק

חומר	G (GPa)	שימוש אופייני
חוט מוזיקה (A228)	79.3	לשימוש כללי, עמידות גבוהה לעייפות
כרום-ונדיום	77.2	מאמצים גבוהים, עומסי הלם
נירוסטה 302	69.0	עמידות בפני קורוזיה
ברונזה זרחנית	41.4	חשמלי, לא מגנטי
נחושת בריליום	44.8	לא מעורר ניצוצות, מוליך

דוגמה - קפיץ חוט מוזיקה

נתון: 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/mm

גובה מוצק = (10+2) × 4 = 48 mm → מהלך = 80 − 48 = 32 mm

F_מוּצָק = 9.39 × 32 = 300.5 N

⚠️ הערה: לעולם אל תדחסו קפיץ לגובה מוצק בזמן עבודה. תכננו את מהלך העבודה ל-≤80% מהסטייה הזמינה. בדקו סכנת קריסה אם האורך החופשי/הקוטר הממוצע > 4.

מחשבון עיצוב קפיצי דחיסה סליליים | כלי מקוון חינמי #064

תוצאות

קבוע הקפיץ

מאמץ גזירה עם תיקון וואהל

פקטור וואהל

גובה מוצק

חנות

תמיכה

יצירת קשר