Atsperes kritiskā ātruma kalkulators
Aprēķiniet spirālveida atsperu pārsprieguma frekvenci un kritiskos ātrumus
Aprēķina parametri
Balstīts uz ISO 13906 un atsperu dinamikas teoriju
Kritiskā ātruma analīzes rezultāti
—
—
—
—
—
Pārsprieguma frekvences novērtējums:
Kā darbojas kalkulators
Pavasara uzplūda fenomens
Atsperes impulss rodas, kad ierosmes frekvence atbilst atsperes stieples pašsvārstību frekvencei, izraisot rezonanses vibrācijas visā atsperes garumā.
Dabiskās frekvences aprēķins
Spirālveida atsperēm pirmā dabiskā frekvence ir:
kur:
- fs — pārsprieguma frekvence (Hz)
- n — aktīvo spoļu skaits
- G — bīdes modulis (Pa)
- ρ — materiāla blīvums (kg/m³)
Kritiskais ātrums
Kritiskais rotācijas ātrums, pie kura var rasties pārspriegums:
kur k ir harmoniskais skaitlis (parasti 1 pamatharmonikai)
Viļņa ātrums
Sprieguma viļņu ātrums atsperes materiālā:
Pavasara indekss
Atsperes indekss ietekmē pārsprieguma uzvedību:
- C < 4: Grūti izgatavojams, augsts spriegums
- C = 4–12: Normāls diapazons lielākajai daļai atsperu
- C > 12: Nosliece uz sapīšanos un izliekšanos
Materiāla īpašības
Materiāls | Bīdes modulis (GPa) | Blīvums (kg/m³) |
---|---|---|
Mūzikas vads | 81.7 | 7850 |
Nerūsējošais 302 | 69.0 | 7900 |
Hroma silīcijs | 77.2 | 7850 |
Fosfora bronza | 41.4 | 8800 |
Profilakses metodes
- Projektētā atsperes dabiskā frekvence > 13 × darba frekvence
- Izmantojiet mainīga soļa atsperes, lai pārtrauktu rezonansi
- Pievienot slāpēšanu (ligzdotas atsperes, pārklājumi)
- Mainiet atsperes izmērus vai materiālu
- Izmantojiet pārsprieguma slāpētājus vai atsperes vadotnes
Pārplūdes ietekme
- Priekšlaicīga noguruma atteice
- Spoles sadursme un trieciena bojājumi
- Kravnesības zudums
- Pārmērīgs troksnis un vibrācija
- Neparedzama pavasara uzvedība
📘 Kritiskā ātruma kalkulators (pavasara pieplūdums)
Aprēķina spirālveida atsperu impulsa frekvenci un kritisko ātrumu. Impulsa ātrums rodas, kad atsperu spirāles vibrē rezonanses laikā, izraisot spriegumu un bojājumu.
Formula: fs = c/(2L), kur c = viļņa ātrums, L = stieples garums.
💼 Lietojumprogrammas
- Dzinēja vārsta atspere: Darbības frekvence 6000 apgr./min = 100 Hz. Atsperes impulsa frekvence: 250 Hz. Drošības koeficients: 100/250 = 0,4 < 0,5 ✓ Drošs. Augstāks atsperes indekss vai mazāks spoļu skaits palielina impulsa frekvenci.
- Vibrācijas izolators: Iekārta 1480 apgr./min. Atsperes nedrīkst svārstīties. Aprēķināts: 3500 apgr./min kritiski svarīgi. Attiecība: 1480/3500 = 0,42 ✓
- Kompresora spiediena samazināšana: Vārstu atspere, ātra ciklēšana 60 Hz. Pārspriegums: 180 Hz. Droši, bet pārbaudiet harmonikas pie 2× un 3× darba frekvences.
Pārsprieguma novēršana:
Dizaina noteikumi: Darbības frekvencei jābūt < 0,5 × pārsprieguma frekvence. Kritiskām lietojumprogrammām: < 0,3 × pārsprieguma frekvence.
Risinājumi, ja atrodas pārāk tuvu: Palieliniet stieples diametru, samaziniet vidējo diametru, samaziniet aktīvo spoļu skaitu, izmantojiet slāpēšanas uzmavas, ligzdotas atsperes.