Natrag na popis kalkulatora

Kalkulator kritične brzine opruge

Izračunajte učestalost udara i kritične brzine za spiralne opruge

Parametri izračuna

Na temelju ISO 13906 i teorije dinamike opruga

Metrički sustav

Carski sustav

Vrsta opruge

Promjer žice

Srednji promjer zavojnice

Broj aktivnih zavojnica

Materijal opruge

Konfiguracija tipa kraja

Radna brzina (ako se rotira)

RPM

Uvjeti montaže

Rezultati analize kritične brzine

Prva prirodna frekvencija (prenapon):
—

Kritična brzina (o/min):
—

Brzina valova u proljeće:
—

Indeks opruge (C = D/d):
—

Sigurnosna margina:
—

Procjena frekvencije prenapona:

Sef: Radno < 0,2 × kritična brzina

Oprez: Radna brzina 0,2-0,5 × kritična brzina

Upozorenje: Radna brzina 0,5-0,8 × kritična brzina

Opasnost: Radna > 0,8 × kritična brzina – Potreban je redizajn

Kako kalkulator radi

Fenomen proljetnog vala

Do udara opruge dolazi kada frekvencija pobude odgovara prirodnoj frekvenciji žice opruge, uzrokujući rezonantne vibracije duž duljine opruge.

Izračun prirodne frekvencije

Za spiralne opruge, prva prirodna frekvencija je:

fs = (1/2n) × √(G/ρ)

gdje:

fs — frekvencija udara (Hz)
n — broj aktivnih zavojnica
G — modul smicanja (Pa)
ρ — gustoća materijala (kg/m³)

Kritična brzina

Kritična brzina vrtnje pri kojoj se može pojaviti udarni udar:

Nc = 60 × fs/k

gdje je k broj harmonika (obično 1 za osnovni harmonik)

Brzina vala

Brzina valova naprezanja u materijalu opruge:

c = √(G/ρ)

Proljetni indeks

Indeks opruge utječe na ponašanje valova:

C < 4: Teško za proizvodnju, visoki napon
C = 4-12: Normalni raspon za većinu opruga
C > 12: Sklon zapetljavanju i savijanju

Svojstva materijala

Materijal	Modul smicanja (GPa)	Gustoća (kg/m³)
Glazbena žica	81.7	7850
Nehrđajući čelik 302	69.0	7900
Krom silicij	77.2	7850
Fosforna bronca	41.4	8800

Metode prevencije

Projektna prirodna frekvencija opruge > 13 × radna frekvencija
Koristite opruge s promjenjivim korakom za prekid rezonancije
Dodavanje prigušenja (ugniježđene opruge, premazi)
Promjena dimenzija ili materijala opruge
Koristite prigušivače prenapona ili opružne vodilice

Učinci porasta

Prijevremeni zamor
Sudar zavojnica i oštećenja od udara
Gubitak nosivosti
Prekomjerna buka i vibracije
Nepredvidivo proljetno ponašanje

📘 Kalkulator kritične brzine (proljetni udar)

Izračunava frekvenciju udarnog naprezanja i kritičnu brzinu za spiralne opruge. Udarno naprezanje nastaje kada zavojnice opruge vibriraju pri rezonanciji, uzrokujući naprezanje i lom.
Formula: fs = c/(2L) gdje je c = brzina vala, L = duljina žice.

💼 Aplikacije

Opruga ventila motora: Rad 6000 okretaja u minuti = 100 Hz. Frekvencija udarnog napona opruge: 250 Hz. Sigurnosni omjer: 100/250 = 0,4 < 0,5 ✓ Sigurno. Veći indeks opruge ili manji broj zavojnica povećava učestalost udara.
Izolator vibracija: Oprema 1480 okretaja u minuti. Opruge se ne smiju preopteretiti. Izračunato: kritično 3500 okretaja u minuti. Omjer: 1480/3500 = 0,42 ✓
Smanjenje tlaka kompresora: Opruga u ventilu, brzo cikliranje 60 Hz. Prenapon: 180 Hz. Sigurno, ali provjerite harmonike pri 2× i 3× radnoj frekvenciji.

Sprječavanje prenapona:

Pravila dizajna: Radna frekvencija treba biti < 0,5 × frekvencija udarnog napona. Za kritične primjene: < 0,3 × frekvencija udarnog napona.

Rješenja ako su preblizu: Povećajte promjer žice, smanjite srednji promjer, smanjite broj aktivnih zavojnica, koristite prigušne čahure, ugniježđene opruge.

Kalkulator kritične brzine opruge (udar)

Objavio/la admin na listopad 20, 2025 listopad 20, 2025