Gratis tekniskt verktyg #064
Kalkylator för konstruktion av skruvtryckfjäder
Konstruera cylindriska tryckfjädrar. Ange tråddiameter, spiraldiameter, fri längd, aktiva varv och skjuvmodul för att beräkna fjäderkonstant, maximal belastning, skjuvspänning och blockhöjd.
Resultat
Fjäderkonstant
Skjuvspänning med Wahl-korrigering
Wahl-faktorn
där C = D/d är fjäderindex.
Blockhöjd
| Material | G (GPa) | Typisk användning |
|---|---|---|
| Musiktråd (A228) | 79.3 | För allmänt bruk, lång utmattningslivslängd |
| Kromvanadin | 77.2 | Höga belastningar, stötar |
| Rostfritt stål 302 | 69.0 | Korrosionsbeständighet |
| Fosforbrons | 41.4 | Elektrisk, icke-magnetisk |
| Berylliumkoppar | 44.8 | Gnistfri, ledande |
Givetvis: 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
Blockhöjd = (10+2) × 4 = 48 mm → Fjäderväg = 80 − 48 = 32 mm
Ffast = 9,39 × 32 = 300,5 N
⚠️ Obs: Komprimera aldrig en fjäder till blocklängd under drift. Dimensionera arbetsslaget till ≤80% av tillgänglig fjädringsväg. Kontrollera knäckning om fri längd/medeldiameter > 4.
Spring rate k = Gd⁴/(8D³n), where G is shear modulus, d is wire diameter, D is mean coil diameter, and n is active coils. This assumes round wire and negligible pitch angle.
The Wahl factor Kw = (4C−1)/(4C−4) + 0.615/C accounts for curvature and direct shear. C = D/d is the spring index. It increases calculated shear stress, especially for tight coils (low C).
C = 4 to 12 is typical. C < 4 is hard to manufacture with high stresses. C > 12 leads to tangling and buckling. C = 6–10 is optimal.
Solid height = total coils × wire diameter. It's the fully compressed length. Never compress to solid in service — limit working deflection to 80% of available travel.
Music wire: 79.3 GPa, Stainless 302: 69 GPa, Chrome-vanadium: 77.2 GPa, Phosphor bronze: 41.4 GPa. G varies slightly with temperature.
Procedurerna som beskrivs på den här sidan utvecklades och fälttestades av Vibromera-teamet med hjälp av Balanset-1A, en bärbar tvåkanalig balanserare och vibrationsanalysator för rotorbalansering på plats.
Professionella instrument och programvara för fältbalansering. Används i fler än 50 länder.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko är vibrationsanalysingenjör samt grundare och vd för Vibromera. I mer än 15 år har han balanserat roterande utrustning ute i fält i stället för i en provbänk: slaghackar, industrifläktar, krossar, centrifuger, axlar och spindlar. Det är ur det arbetet Balanset-instrumenten har vuxit fram — de utformades som ett verktyg som en specialist kan bära med sig till maskinen och använda på egen hand på plats, inte som laboratorieutrustning. Vibromera grundades 2017 och har sedan 2023 sin bas i Porto i Portugal. Utveckling, montering och support av Balanset-serien sker här. Flaggskeppet är Balanset-1A, en bärbar analysator för balansering i ett och två plan och för vibrationsdiagnostik. Nikolai deltar personligen i kundsupporten, i arbetet med svåra balanseringsfall och i utvecklingen av programvaran. Han arbetar med kunder över hela världen, på vilket språk som helst.
