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스프링 임계 속도 계산기

나선형 스프링의 서지 주파수 및 임계 속도 계산

계산 매개변수

ISO 13906 및 스프링 동역학 이론 기반

미터법

제국 시스템

스프링 유형

와이어 직경

평균 코일 직경

활성 코일 수

스프링 소재

종료 유형 구성

작동 속도(회전하는 경우)

RPM

장착 상태

임계 속도 분석 결과

첫 번째 고유 주파수(서지):
-

임계 속도(RPM):
-

봄철 파동 속도:
-

스프링 지수(C = D/d):
-

안전 마진:
-

서지 주파수 평가:

안전한: 운영 < 0.2 × 임계 속도

주의: 작동 0.2-0.5 × 임계 속도

경고: 작동 0.5-0.8 × 임계 속도

위험: 작동 > 0.8 × 임계 속도 – 재설계 필요

계산기 작동 방식

스프링 서지 현상

스프링 서지는 여자 주파수가 스프링 와이어의 고유 주파수와 일치할 때 발생하며, 스프링 길이를 따라 공진 진동을 일으킵니다.

고유 진동수 계산

나선형 스프링의 경우 첫 번째 고유 진동수는 다음과 같습니다.

fs = (1/2n) × √(G/ρ)

어디에:

에프에스 — 서지 주파수(Hz)
n — 활성 코일 수
G — 전단탄성률(Pa)
ρ — 재료 밀도(kg/m³)

임계 속도

서지가 발생할 수 있는 임계 회전 속도:

Nc = 60 × fs / k

여기서 k는 고조파 수(일반적으로 기본파의 경우 1)입니다.

파동 속도

스프링 재료의 응력파 속도:

c = √(G/ρ)

스프링 인덱스

스프링 지수는 서지 행동에 영향을 미칩니다.

기음 < 4: 제조가 어렵고 스트레스가 크다
C = 4-12: 대부분의 스프링에 대한 정상 범위
C > 12: 꼬임과 좌굴이 발생하기 쉽습니다.

재료 특성

재료	전단 탄성 계수(GPa)	밀도(kg/m³)
뮤직 와이어	81.7	7850
스테인리스 302	69.0	7900
크롬 실리콘	77.2	7850
인청동	41.4	8800

예방 방법

설계 스프링 고유 진동수 > 13× 작동 진동수
공진을 해소하기 위해 가변 피치 스프링을 사용하세요
댐핑 추가(중첩 스프링, 코팅)
스프링 치수 또는 소재 변경
서지 댐퍼 또는 스프링 가이드를 사용하세요

급증의 효과

조기 피로 파괴
코일 충돌 및 충격 손상
하중 용량 손실
과도한 소음 및 진동
예측할 수 없는 스프링 동작

📘 임계 속도 계산기(스프링 서지)

나선형 스프링의 서지 주파수와 임계 속도를 계산합니다. 서지는 스프링 코일이 공진점에서 진동하여 응력과 파손을 유발할 때 발생합니다.
공식: fs = c/(2L) 여기서 c = 파동 속도, L = 와이어 길이.

💼 신청서

엔진 밸브 스프링: 작동 시 6000 RPM = 100 Hz. 스프링 서지 주파수: 250 Hz. 안전율: 100/250 = 0.4 < 0.5 ✓ 안전합니다. 스프링 인덱스가 높거나 코일 수가 적을수록 서지 주파수가 증가합니다.
진동 분리기: 장비 RPM은 1480입니다. 스프링은 서지해서는 안 됩니다. 계산 결과: 3500 RPM이 위험 수준입니다. 비율: 1480/3500 = 0.42 ✓
압축기 압력 방출: 밸브 스프링, 60Hz의 빠른 사이클. 서지: 180Hz. 안전하지만 작동 주파수의 2배 및 3배에서 고조파를 확인하십시오.

서지 방지:

디자인 규칙: 작동 주파수는 다음과 같아야 합니다. < 0.5 × 서지 주파수. 중요 애플리케이션의 경우: < 0.3 × 서지 주파수.

너무 가까울 경우 해결 방법: 와이어 직경을 늘리고, 평균 직경을 줄이고, 활성 코일을 줄이고, 댐핑 슬리브와 중첩 스프링을 사용합니다.

스프링 임계 속도(서징) 계산기

admin가 10월 20, 2025 10월 20, 2025에 게시함