Kalkulačka ekvivalentnej tuhosti pružiny
Výpočet kombinovanej tuhosti pružín zapojených sériovo alebo paralelne
Parametre výpočtu
Na základe normy ISO 26909 a princípov Hookeovho zákona
Výsledky výpočtu
—
—
—
—
Analýza systému:
Ako funguje kalkulačka
Pružiny v paralelnom usporiadaní
Keď sú pružiny usporiadané vedľa seba (paralelne), rozdeľujú zaťaženie rovnomerne:
Charakteristiky:
- Celková tuhosť sa zvyšuje
- Rovnaké priehyby pre všetky pružiny
- Sila je rozložená medzi pružiny
- Používa sa na zvýšenie nosnosti
Pružiny v sérii
Keď sú pružiny spojené koncovými bodmi (sériovo), pôsobí na ne rovnaká sila:
Charakteristiky:
- Celková tuhosť sa znižuje
- Rovnaká sila vo všetkých pružinách
- Celková deformácia je súčtom jednotlivých deformácií
- Používa sa na zväčšenie pracovného dosahu
Zmiešané konfigurácie
Zložité usporiadania kombinujú sériové a paralelné zapojenia:
- Najprv vypočítajte paralelné skupiny
- Potom vypočítajte kombinácie radov
- Pracujte zvnútra von pre vnorené konfigurácie
Typy pružín a ich použitie
- Tlačné pružiny: Najbežnejšie odolávajú tlakovým silám
- Ťažné pružiny: Odolávať ťahovým silám, mať počiatočné napätie
- Torzné pružiny: Odolať rotačným silám, k v N·m/rad
- Tanierové pružiny: Vysoká nosnosť v malom priestore, nelineárna
Dôležité úvahy
- Tuhosť pružiny sa môže meniť v závislosti od priehybu (nelineárne pružiny)
- Zvážte viazanie vinutím v tlačných pružinách
- Zohľadnite počiatočné napätie v ťažných pružinách
- Teplota ovplyvňuje tuhosť pružiny
- Únavová životnosť závisí od rozsahu namáhania
Praktické aplikácie
- Izolácia vibrácií: Sériové pružiny pre nižšiu frekvenciu
- Zdieľanie záťaže: Paralelné pružiny pre vysoké zaťaženie
- Jemné ladenie: Zmiešané konfigurácie pre špecifické vlastnosti
- Redundancia: Viacero pružín pre bezpečnosť
📘 Kalkulačka tuhosti pružín
Vypočíta ekvivalentnú tuhosť viacerých pružín v sériovom, paralelnom alebo zmiešanom zapojení.
Rovnobežka: k = k₁ + k₂ + … | Séria: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + …
💼 Aplikácie
- Izolácia vibrácií kompresora: Požadovaná frekvencia fn = 5 Hz, hmotnosť 1200 kg. Potrebné k = 118 kN/m. Riešenie: 4 pružiny rovnobežné × 29,5 kN/m každá.
- Zavesenie nástroja: Máme pružiny s tuhosťou 5000 N/m, potrebujeme 2000 N/m. Riešenie: 2 v sérii → k = 2500 N/m. Pridajte nastavenie pre jemné doladenie.
- Dvojstupňová izolácia: Horná: 4 pružiny × 10 000 N/m paralelne = 40 kN/m. Dolná: 4 × 8 000 N/m = 32 kN/m. Stupne v sérii → efektívna ~18 kN/m.
- Núdzová výmena: Zlomená pružina 12 000 N/m. K dispozícii je iba 6 000 N/m. Riešenie: 2 rovnobežky = 12 000 N/m ✓
Jarný vzorec:
Špirálová pružina: k = Gd⁴ / (8D³n), kde G = modul šmyku (oceľ 80 GPa), d = Ø drôtu, D = stredný Ø cievky, n = aktívne cievky