Hvordan beregnes fjærhastigheten?

Fjærkonstanten k for en spiralformet kompresjonsfjær er k = Gd⁴/(8D³n), hvor G er skjærmodulen, d er tråddiameteren, D er gjennomsnittlig spiraldiameter og n er antall aktive spiraler. Denne formelen forutsetter rund tråd og ubetydelig stigningsvinkel.

Hva er Wahl-korreksjonsfaktoren?

Wahl-faktoren Kw tar hensyn til krumning og direkte skjæreffekter i spiralfjærer. Kw = (4C-1)/(4C-4) + 0,615/C, hvor C = D/d er fjærindeksen. Den øker den beregnede skjærspenningen, spesielt for små fjærindekser (tette spiraler).

Hvilken vårindeks C bør jeg sikte på?

En fjærindeks C = D/d mellom 4 og 12 er typisk. C < 4 gjør fjærer vanskelige å produsere og forårsaker høye belastninger. C > 12 kan føre til sammenfiltring og knekking. C = 6–10 er optimal for de fleste bruksområder.

Hva er solid høyde, og hvorfor er det viktig?

Fjærens lengde når den er fullstendig komprimert, slik at alle viklingene berører hverandre. Den er lik (totalt antall viklinger) × tråddiameter. Fjæren må aldri komprimeres til sin lengde under bruk, ellers vil det oppstå permanent deformasjon (plastisk deformasjon).

Hvilken skjærmodul G bør jeg bruke?

Vanlige verdier: Musikktråd (ASTM A228) G ≈ 79,3 GPa, rustfritt stål 302 G ≈ 69 GPa, kromvanadium G ≈ 77,2 GPa, fosforbronse G ≈ 41,4 GPa. G varierer noe med temperatur og tråddiameter.

Gratis ingeniørverktøy #064

Kalkulator for spiralformet kompresjonsfjærdesign

Design spiralformede kompresjonsfjærer. Skriv inn tråddiameter, spiraldiameter, fri lengde, aktive spiraler og skjærmodul for å beregne fjærkonstant, maks belastning, skjærspenning og solid høyde.

Fjærhastighet k Wahl-faktor Autokalk

Tråddiameter d (mm)

Gjennomsnittlig spolediameter D (mm)

Fri lengde L₀ (mm)

Aktive spoler n

Materiale (skjærmodul G)

Slutttype

Hurtigforhåndsinnstillinger

Resultater

Fjærhastighet k

Maks. belastning ved solid (F_fast)

Maks. skjærspenning τ (med Kw)

Solid høyde

Vårindeks C

Wahl-faktor K_w

Vårprofil

Vårhastighet

Skjærspenning med Wahl-korreksjon

Wahl-faktor

hvor C = D/d er fjærindeksen.

Solid høyde

Materiale	G (GPa)	Typisk bruk
Musikkledning (A228)	79.3	Generelt bruk, høy utmattingslevetid
Kromvanadium	77.2	Høye belastninger og sjokkbelastninger
Rustfritt stål 302	69.0	Korrosjonsbestandighet
Fosforbronse	41.4	Elektrisk, ikke-magnetisk
Berylliumkobber	44.8	Gnistfri, ledende

Eksempel – Musikktrådfjær

Gitt: 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

Helkroppshøyde = (10+2) × 4 = 48 mm → Vandring = 80 − 48 = 32 mm

F_fast = 9,39 × 32 = 300,5 N

⚠️ Merk: Komprimer aldri en fjær til fast høyde under bruk. Konstruer arbeidsvei til ≤80% av tilgjengelig nedbøyning. Sjekk for knekking hvis fri lengde/gjennomsnittlig diameter > 4.