Kembali ke Daftar Kalkulator

Kalkulator Kecepatan Kritis Pegas

Hitung frekuensi lonjakan dan kecepatan kritis untuk pegas heliks

Parameter Perhitungan

Berdasarkan ISO 13906 dan teori dinamika pegas

Sistem metrik

Sistem Kekaisaran

Jenis Pegas

Diameter Kawat

Diameter Kumparan Rata-rata

Jumlah Kumparan Aktif

Bahan Pegas

Konfigurasi Jenis Akhir

Kecepatan Operasi (jika berputar)

RPM

Kondisi Pemasangan

Hasil Analisis Kecepatan Kritis

Frekuensi Alami Pertama (Lonjakan):
—

Kecepatan Kritis (RPM):
—

Kecepatan Gelombang di Musim Semi:
—

Indeks Pegas (C = D/d):
—

Margin Keamanan:
—

Penilaian Frekuensi Lonjakan:

Aman: Pengoperasian < 0,2 × Kecepatan Kritis

Peringatan: Beroperasi 0,2-0,5 × Kecepatan Kritis

Peringatan: Beroperasi 0,5-0,8 × Kecepatan Kritis

Bahaya: Beroperasi > 0,8 × Kecepatan Kritis – Diperlukan desain ulang

Cara Kerja Kalkulator

Fenomena Gelombang Musim Semi

Lonjakan pegas terjadi ketika frekuensi eksitasi cocok dengan frekuensi alami kawat pegas, yang menyebabkan getaran resonansi sepanjang panjang pegas.

Perhitungan Frekuensi Alami

Untuk pegas heliks, frekuensi alami pertama adalah:

fs = (1/2n) × √(G/ρ)

dimana:

fs — frekuensi lonjakan (Hz)
n — jumlah kumparan aktif
G — modulus geser (Pa)
ρ — kepadatan material (kg/m³)

Kecepatan Kritis

Kecepatan putaran kritis di mana lonjakan dapat terjadi:

Nc = 60 × fs / k

di mana k adalah bilangan harmonik (biasanya 1 untuk fundamental)

Kecepatan Gelombang

Kecepatan gelombang tegangan pada bahan pegas:

c = √(G/ρ)

Indeks Musim Semi

Indeks pegas mempengaruhi perilaku lonjakan:

C < 4: Sulit diproduksi, tekanan tinggi
C = 4-12: Kisaran normal untuk sebagian besar pegas
C > 12: Rawan kusut dan tertekuk

Sifat Material

Bahan	Modulus Geser (GPa)	Kepadatan (kg/m³)
Musik Kawat	81.7	7850
Tahan karat 302	69.0	7900
Krom Silikon	77.2	7850
Perunggu Fosfor	41.4	8800

Metode Pencegahan

Desain frekuensi alami pegas > 13× frekuensi operasi
Gunakan pegas pitch variabel untuk memecah resonansi
Tambahkan peredam (pegas bersarang, pelapis)
Ubah dimensi atau material pegas
Gunakan peredam lonjakan arus atau pemandu pegas

Efek dari Lonjakan

Kegagalan kelelahan dini
Benturan kumparan dan kerusakan akibat benturan
Kehilangan kapasitas beban
Kebisingan dan getaran yang berlebihan
Perilaku pegas yang tidak dapat diprediksi

Kalkulator Kecepatan Kritis (Gelombang Musim Semi)

Menghitung frekuensi lonjakan dan kecepatan kritis untuk pegas heliks. Lonjakan terjadi ketika kumparan pegas bergetar pada resonansi, yang menyebabkan tegangan dan kegagalan.
Rumus: fs = c/(2L) di mana c = kecepatan gelombang, L = panjang kawat.

💼 Aplikasi

Pegas Katup Mesin: Kecepatan operasi 6000 RPM = 100 Hz. Frekuensi lonjakan pegas: 250 Hz. Rasio keamanan: 100/250 = 0,4 < 0,5 ✓ Aman. Indeks pegas yang lebih tinggi atau kumparan yang lebih sedikit akan meningkatkan frekuensi lonjakan.
Isolator Getaran: Peralatan 1480 RPM. Pegas tidak boleh mengalami lonjakan. Dihitung: 3500 RPM kritis. Rasio: 1480/3500 = 0,42 ✓
Pelepas Tekanan Kompresor: Katup pegas, siklus cepat 60 Hz. Lonjakan: 180 Hz. Aman, tetapi periksa harmonisa pada frekuensi operasi 2x dan 3x.

Pencegahan Lonjakan Arus:

Aturan Desain: Frekuensi operasi harus < 0,5 × frekuensi lonjakan. Untuk aplikasi kritis: < 0,3 × frekuensi lonjakan.

Solusi jika terlalu dekat: Tingkatkan diameter kawat, kurangi diameter rata-rata, kurangi kumparan aktif, gunakan selongsong peredam, pegas bersarang.

Kalkulator Kecepatan Kritis Pegas (Lonjakan)

Diterbitkan oleh admin pada Oktober 20, 2025 Oktober 20, 2025