Înapoi la lista de calculatoare

Calculator de viteză critică a arcului

Calculați frecvența de supratensiune și vitezele critice pentru arcuri elicoidale

Parametri de calcul

Bazat pe ISO 13906 și teoria dinamicii arcurilor

Sistem metric

Sistemul Imperial

Tip de arc

Diametrul sârmei

Diametrul mediu al bobinei

Numărul de bobine active

Material de primăvară

Configurația tipului de sfârșit

Viteza de funcționare (dacă se rotește)

RPM

Condiții de montare

Rezultatele analizei vitezei critice

Prima frecvență naturală (supratensiune):
—

Viteză critică (RPM):
—

Viteza undelor în primăvară:
—

Indicele de primăvară (C = D/d):
—

Marjă de siguranță:
—

Evaluarea frecvenței supratensiunilor:

Seif: Funcționare < 0,2 × Viteză critică

Atenţie: Funcționare 0,2-0,5 × Viteză critică

Avertizare: Funcționare 0,5-0,8 × Viteză critică

Pericol: Funcționare > 0,8 × Viteză critică – Necesită o reproiectare

Cum funcționează calculatorul

Fenomenul de creștere a izvoarelor

Supratensiune electrică a arcului apare atunci când frecvența de excitație se potrivește cu frecvența naturală a firului arcului, provocând vibrații rezonante de-a lungul lungimii arcului.

Calculul frecvenței naturale

Pentru arcurile elicoidale, prima frecvență naturală este:

fs = (1/2n) × √(G/ρ)

unde:

fs — frecvența de supratensiune (Hz)
n — numărul de bobine active
G. — modulul de forfecare (Pa)
ρ — densitatea materialului (kg/m³)

Viteză critică

Viteza critică de rotație la care poate apărea supratensiune:

Nc = 60 × fs / k

unde k este numărul armonic (de obicei 1 pentru fundamentală)

Viteza undei

Viteza undelor de tensiune în materialul arcului:

c = √(G/ρ)

Indexul de primăvară

Indicele de primăvară afectează comportamentul la supratensiune:

C. < 4: Dificil de fabricat, stres ridicat
C = 4-12: Interval normal pentru majoritatea arcurilor
C > 12: Predispus la încurcare și deformare

Proprietățile materialelor

Material	Modul de forfecare (GPa)	Densitate (kg/m³)
Sârmă muzicală	81.7	7850
Oțel inoxidabil 302	69.0	7900
Siliciu crom	77.2	7850
Bronz fosforos	41.4	8800

Metode de prevenire

Frecvența proprie a arcului de proiectare > 13× frecvența de funcționare
Folosește arcuri cu pas variabil pentru a întrerupe rezonanța
Adăugați amortizare (arcuri imbricate, acoperiri)
Schimbarea dimensiunilor sau a materialului arcului
Folosiți amortizoare de supratensiune sau ghidaje cu arc

Efectele supratensiunilor

Cedare prematură prin oboseală
Ciocnirea bobinei și deteriorarea prin impact
Pierderea capacității de încărcare
Zgomot și vibrații excesive
Comportament imprevizibil de primăvară

📘 Calculator de viteză critică (supratensiune de primăvară)

Calculează frecvența de supratensiune și viteza critică pentru arcurile elicoidale. Supratensiunea apare atunci când spirele arcului vibrează la rezonanță, provocând stres și defectare.
Formulă: fs = c/(2L) unde c = viteza undei, L = lungimea firului.

💼 Aplicații

Arcul supapei motorului: Funcționează la 6000 RPM = 100 Hz. Frecvența de supratensiune a arcului: 250 Hz. Raport de siguranță: 100/250 = 0,4 < 0,5 ✓ Sigur. Un indice de arc mai mare sau mai puține bobine cresc frecvența supratensiunii.
Izolator de vibrații: Echipament 1480 RPM. Arcurile nu trebuie să aibă supratensiune. Calculat: 3500 RPM critic. Raport: 1480/3500 = 0,42 ✓
Eliberarea presiunii compresorului: Arc în supapă, ciclu rapid 60 Hz. Supratensiune: 180 Hz. Sigur, dar verificați armonicele la frecvența de funcționare de 2× și 3×.

Prevenirea supratensiunii:

Reguli de proiectare: Frecvența de funcționare ar trebui să fie < 0,5 × frecvența de supratensiune. Pentru aplicații critice: < 0,3 × frecvența de supratensiune.

Soluții dacă sunt prea apropiate: Măriți diametrul sârmei, micșorați diametrul mediu, reduceți bobinele active, utilizați manșoane de amortizare, arcuri imbricate.

Calculator viteză critică a arcului (balansare)

Publicat de admin pe octombrie 20, 2025 octombrie 20, 2025