Bezmaksas inženierijas rīks #064
Spirālveida kompresijas atsperes projektēšanas kalkulators
Projektējiet spirālveida saspiešanas atsperes. Ievadiet stieples diametru, spirāles diametru, brīvo garumu, aktīvās spirāles un bīdes moduli, lai aprēķinātu atsperes stingrību, maksimālo slodzi, bīdes spriegumu un saspiestas atsperes augstumu.
Rezultāti
Atsperes likme
Bīdes spriegums ar Wahl korekciju
Wahl koeficients
kur C = D/d ir atsperes indekss.
Cietais augstums
| Materiāls | G (GPa) | Tipisks lietojums |
|---|---|---|
| Mūzikas vads (A228) | 79.3 | Vispārējs pielietojums, augsts noguruma ilgums |
| Hroma-vanādijs | 77.2 | Augsta slodze, trieciena slodzes |
| Nerūsējošais 302 | 69.0 | Korozijas izturība |
| Fosfora bronza | 41.4 | Elektrisks, nemagnētisks |
| Berilija varš | 44.8 | Nedzirksteļojošs, vadošs |
Ņemot vērā: d = 4 mm, D = 30 mm, L₀ = 80 mm, n = 10, G = 79 300 MPa
C = 30/4 = 7,5
k = 79300 × 4⁴ / (8 × 30³ × 10) = 79300 × 256 / 2 160 000 = 9,39 N/mm
Cietā ķermeņa augstums = (10+2) × 4 = 48 mm → Kustība = 80 − 48 = 32 mm
Fciets = 9,39 × 32 = 300,5 N
⚠️ Piezīme: Ekspluatācijas laikā nekad nesaspiediet atsperi līdz pilnam augstumam. Projektējiet darba gājienu ≤80% no pieejamās novirzes. Pārbaudiet izliekumu, ja brīvais garums/vidējais diametrs > 4.
Spring rate k = Gd⁴/(8D³n), where G is shear modulus, d is wire diameter, D is mean coil diameter, and n is active coils. This assumes round wire and negligible pitch angle.
The Wahl factor Kw = (4C−1)/(4C−4) + 0.615/C accounts for curvature and direct shear. C = D/d is the spring index. It increases calculated shear stress, especially for tight coils (low C).
C = 4 to 12 is typical. C < 4 is hard to manufacture with high stresses. C > 12 leads to tangling and buckling. C = 6–10 is optimal.
Solid height = total coils × wire diameter. It's the fully compressed length. Never compress to solid in service — limit working deflection to 80% of available travel.
Music wire: 79.3 GPa, Stainless 302: 69 GPa, Chrome-vanadium: 77.2 GPa, Phosphor bronze: 41.4 GPa. G varies slightly with temperature.
Šajā lapā aprakstītās procedūras izstrādāja un lauka apstākļos pārbaudīja Vibromera komanda, izmantojot Balanset-1A — pārnēsājamu divkanālu balansētāju un vibrāciju analizatoru rotoru balansēšanai uz vietas.
Profesionāli lauka balansēšanas instrumenti un programmatūra. Izmanto vairāk nekā 50 valstīs.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ir vibrāciju analīzes inženieris, kā arī uzņēmuma Vibromera dibinātājs un vadītājs. Vairāk nekā 15 gadus viņš balansē rotējošas iekārtas darba vietā, nevis uz pārbaudes stenda: mulčētājus, rūpnieciskos ventilatorus, drupinātājus, centrifūgas, vārpstas un darbvārpstas. Tieši no šī darba radās Balanset instrumenti — tie tika veidoti kā rīks, ko speciālists var aiznest pie mašīnas un lietot viens pats uz vietas, nevis kā laboratorijas aprīkojums. Vibromera dibināta 2017. gadā, un kopš 2023. gada tā atrodas Portu, Portugālē. Šeit notiek Balanset līnijas izstrāde, montāža un atbalsts. Vadošais instruments ir Balanset-1A — portatīvs analizators balansēšanai vienā un divās plaknēs, kā arī vibrāciju diagnostikai. Nikolai personīgi piedalās klientu atbalstā, sarežģītu balansēšanas gadījumu risināšanā un programmatūras izstrādē. Viņš strādā ar klientiem visā pasaulē, jebkurā valodā.
