Tilbake til kalkulatorlisten

Kalkulator for kritisk hastighet på våren

Beregn støtfrekvens og kritiske hastigheter for spiralfjærer

Beregningsparametere

Basert på ISO 13906 og fjærdynamikkteori

Metrisk system

Det keiserlige systemet

Fjærtype

Tråddiameter

Gjennomsnittlig spolediameter

Antall aktive spoler

Fjærmateriale

Slutttypekonfigurasjon

Driftshastighet (ved rotasjon)

RPM

Monteringsforhold

Resultater av kritisk hastighetsanalyse

Første naturlige frekvens (bølge):
-

Kritisk hastighet (RPM):
-

Bølgehastighet om våren:
-

Fjærindeks (C = D/d):
-

Sikkerhetsmargin:
-

Vurdering av overspenningsfrekvens:

Sikker: Drift < 0,2 × kritisk hastighet

Forsiktighet: Driftshastighet 0,2–0,5 × kritisk hastighet

Advarsel: Driftshastighet 0,5–0,8 × kritisk hastighet

Fare: Drift > 0,8 × kritisk hastighet – redesign nødvendig

Hvordan kalkulatoren fungerer

Vårbølgefenomen

Fjærstøt oppstår når eksitasjonsfrekvensen samsvarer med fjærtrådens naturlige frekvens, noe som forårsaker resonante vibrasjoner langs fjærlengden.

Beregning av naturlig frekvens

For spiralfjærer er den første naturlige frekvensen:

fs = (1/2n) × √(G/ρ)

hvor:

fs — overspenningsfrekvens (Hz)
n — antall aktive spoler
G — skjærmodul (Pa)
ρ — materialtetthet (kg/m³)

Kritisk hastighet

Den kritiske rotasjonshastigheten der det kan oppstå en bølge:

Nc = 60 × fs / k

hvor k er det harmoniske tallet (vanligvis 1 for grunntonen)

Bølgehastighet

Hastigheten til spenningsbølgene i fjærmaterialet:

c = √(G/ρ)

Vårindeks

Fjærindeksen påvirker bølgenes oppførsel:

C < 4: Vanskelig å produsere, høy belastning
C = 4–12: Normalt område for de fleste fjærer
C > 12: Utsatt for floker og knekking

Materialegenskaper

Materiale	Skjærmodul (GPa)	Tetthet (kg/m³)
Musikktråd	81.7	7850
Rustfritt stål 302	69.0	7900
Krom silisium	77.2	7850
Fosforbronse	41.4	8800

Forebyggingsmetoder

Dimensjonerende fjærens egenfrekvens > 13× driftsfrekvens
Bruk fjærer med variabel stigning for å bryte opp resonans
Legg til demping (nestede fjærer, belegg)
Endre fjærdimensjoner eller materiale
Bruk overspenningsdempere eller fjærføringer

Effekter av bølger

For tidlig utmattelsessvikt
Spolekollisjon og støtskader
Tap av lastekapasitet
Overdreven støy og vibrasjoner
Uforutsigbar våroppførsel

📘 Kalkulator for kritisk hastighet (vårbølge)

Beregner støtfrekvens og kritisk hastighet for spiralfjærer. Stø oppstår når fjærspiraler vibrerer ved resonans, noe som forårsaker belastning og svikt.
Formel: fs = c/(2L) hvor c = bølgehastighet, L = ledningslengde.

💼 Søknader

Motorventilfjær: Driftshastighet 6000 o/min = 100 Hz. Fjærfrekvens: 250 Hz. Sikkerhetsforhold: 100/250 = 0,4 < 0,5 ✓ Sikker. Høyere fjærindeks eller færre viklinger øker overspenningsfrekvensen.
Vibrasjonsisolator: Utstyr 1480 o/min. Fjærene må ikke støte. Beregnet: 3500 o/min kritisk. Utvekslingsforhold: 1480/3500 = 0,42 ✓
Trykkavlastning for kompressor: Fjær i ventil, rask syklus 60 Hz. Støkning: 180 Hz. Sikker, men sjekk for harmoniske svingninger ved 2× og 3× driftsfrekvens.

Overspenningsforebygging:

Designregler: Driftsfrekvensen bør være < 0,5 × overspenningsfrekvens. For kritiske applikasjoner: < 0,3 × overspenningsfrekvens.

Løsninger hvis for nært: Øk tråddiameteren, reduser gjennomsnittsdiameteren, reduser aktive spoler, bruk dempingshylser, nestede fjærer.

Kalkulator for kritisk fjærhastighet (bølge)

Publisert av admin på oktober 20, 2025 oktober 20, 2025