Späť na zoznam kalkulačiek

Kalkulačka kritickej rýchlosti pružiny

Výpočet frekvencie rázov a kritických rýchlostí pre špirálové pružiny

Parametre výpočtu

Na základe normy ISO 13906 a teórie dynamiky pružín

Metrický systém

Imperiálny systém

Typ pružiny

Priemer drôtu

Stredný priemer cievky

Počet aktívnych cievok

Materiál pružiny

Konfigurácia typu konca

Prevádzková rýchlosť (pri otáčaní)

RPM

Montážny stav

Výsledky analýzy kritickej rýchlosti

Prvá prirodzená frekvencia (nárast):
—

Kritická rýchlosť (ot./min.):
—

Rýchlosť vĺn na jar:
—

Index pružiny (C = D/d):
—

Bezpečnostná rezerva:
—

Posúdenie frekvencie prepätia:

Bezpečné: Prevádzkové < 0,2 × kritická rýchlosť

Upozornenie: Prevádzková rýchlosť 0,2 – 0,5 × kritická rýchlosť

POZOR: Prevádzková rýchlosť 0,5 – 0,8 × kritická rýchlosť

Nebezpečenstvo: Prevádzková rýchlosť > 0,8 × kritická rýchlosť – potrebná prepracovaná verzia

Ako funguje kalkulačka

Fenomén jarného prílivu

K rázu pružiny dochádza, keď sa budiaca frekvencia zhoduje s prirodzenou frekvenciou pružinového drôtu, čo spôsobuje rezonančné vibrácie pozdĺž dĺžky pružiny.

Výpočet prirodzenej frekvencie

Pre špirálové pružiny je prvá prirodzená frekvencia:

fs = (1/2n) × √(G/ρ)

kde:

fs — frekvencia prepätia (Hz)
n — počet aktívnych cievok
G — modul šmyku (Pa)
ρ — hustota materiálu (kg/m³)

Kritická rýchlosť

Kritická rýchlosť otáčania, pri ktorej môže dôjsť k prepätiu:

Nc = 60 × fs/k

kde k je číslo harmonické (zvyčajne 1 pre základnú harmonickú frekvenciu)

Rýchlosť vĺn

Rýchlosť napäťových vĺn v materiáli pružiny:

c = √(G/ρ)

Jarný index

Pružinový index ovplyvňuje správanie sa pri vlnobití:

C < 4: Náročná výroba, vysoké namáhanie
C = 4-12: Normálny rozsah pre väčšinu pružín
C > 12: Náchylné na zamotanie a prasknutie

Vlastnosti materiálu

Materiál	Modul pružnosti v šmyku (GPa)	Hustota (kg/m³)
Hudobný drôt	81.7	7850
Nerezová oceľ 302	69.0	7900
Chrómový kremík	77.2	7850
Fosforový bronz	41.4	8800

Metódy prevencie

Vlastná frekvencia návrhovej pružiny > 13 × prevádzková frekvencia
Na prerušenie rezonancie použite pružiny s premenlivým sklonom
Pridajte tlmenie (vnorené pružiny, povlaky)
Zmena rozmerov alebo materiálu pružiny
Použite tlmiče prepätia alebo pružinové vodiace lišty

Účinky prepätia

Predčasné zlyhanie únavou
Zrážka cievky a poškodenie nárazom
Strata nosnosti
Nadmerný hluk a vibrácie
Nepredvídateľné jarné správanie

📘 Kalkulačka kritickej rýchlosti (pružinový prepätie)

Vypočítava frekvenciu rázov a kritickú rýchlosť pre špirálové pružiny. Ráz vzniká, keď pružinové vinutia vibrujú v rezonancii, čo spôsobuje napätie a poruchu.
Vzorec: fs = c/(2L), kde c = rýchlosť vlny, L = dĺžka drôtu.

💼 Aplikácie

Pružina ventilu motora: Prevádzkové otáčky 6000 ot./min. = 100 Hz. Frekvencia rázov pružiny: 250 Hz. Bezpečnostný pomer: 100/250 = 0,4 < 0,5 ✓ Bezpečné. Vyšší index pružiny alebo menej vinutí zvyšuje frekvenciu prepätí.
Izolátor vibrácií: Zariadenie 1480 ot./min. Pružiny sa nesmú pretáčať. Vypočítané: kritické 3500 ot./min. Pomer: 1480/3500 = 0,42 ✓
Zníženie tlaku kompresora: Pružina vo ventile, rýchle cyklovanie 60 Hz. Prepätie: 180 Hz. Bezpečné, ale skontrolujte harmonické pri 2× a 3× prevádzkovej frekvencii.

Prevencia prepätia:

Pravidlá dizajnu: Prevádzková frekvencia by mala byť < 0,5 × frekvencia prepätia. Pre kritické aplikácie: < 0,3 × frekvencia prepätia.

Riešenia, ak sú príliš blízko: Zväčšiť priemer drôtu, znížiť stredný priemer, znížiť počet aktívnych cievok, použiť tlmiace puzdrá, vnorené pružiny.

Kalkulačka kritickej rýchlosti pružiny (pružiny)

Publikované používateľom admin dňa október 20, 2025 október 20, 2025