Hur beräknas fjäderkonstanten?

Fjäderkonstanten k för en spiralformad tryckfjäder är k = Gd⁴/(8D³n), där G är skjuvmodulen, d är tråddiametern, D är medelspiraldiametern och n är antalet aktiva spiraler. Denna formel antar rund tråd och försumbar stigningsvinkel.

Vad är Wahls korrektionsfaktor?

Wahl-faktorn Kw tar hänsyn till krökning och direkta skjuveffekter i spiralfjädrar. Kw = (4C-1)/(4C-4) + 0,615/C, där C = D/d är fjäderindex. Den ökar den beräknade skjuvspänningen, särskilt för små fjäderindex (täta spiralfjädrar).

Vilket vårindex C ska jag sikta på?

Ett fjäderindex C = D/d mellan 4 och 12 är typiskt. C < 4 gör fjädrar svåra att tillverka och orsakar höga påfrestningar. C > 12 kan leda till trassling och buckling. C = 6–10 är optimalt för de flesta tillämpningar.

Vad är solidhöjd och varför spelar det roll?

Fjäderns längd är fjäderns längd när den är helt komprimerad så att alla spiraler vidrör varandra. Den är lika med (totalt antal spiraler) × tråddiameter. Fjädern får aldrig komprimeras till sin höjd under drift, annars kommer permanent deformation (plastisk deformation) att uppstå.

Vilken skjuvmodul G ska jag använda?

Vanliga värden: Musiktråd (ASTM A228) G ≈ 79,3 GPa, Rostfritt stål 302 G ≈ 69 GPa, Kromvanadin G ≈ 77,2 GPa, Fosforbrons G ≈ 41,4 GPa. G varierar något med temperatur och tråddiameter.

Gratis tekniskt verktyg #064

Kalkylator för spiralformad tryckfjäderdesign

Konstruera spiralformade tryckfjädrar. Ange tråddiameter, spiraldiameter, fri längd, aktiva spiraler och skjuvmodul för att beräkna fjäderkonstant, maximal belastning, skjuvspänning och solidhöjd.

Fjäderhastighet k Wahl-faktorn Autoberäkning

Tråddiameter d (mm)

Medelspiraldiameter D (mm)

Fri längd L₀ (mm)

Aktiva spolar n

Material (skjuvmodul G)

Sluttyp

Snabbförinställningar

Resultat

Fjäderhastighet k

—

Maxbelastning vid fast (F_fast)

—

Max skjuvspänning τ (med Kw)

—

Fast höjd

—

Vårindex C

—

Wahl-faktor K_w

—

Vårprofil

Vårhastighet

Skjuvspänning med Wahl-korrigering

Wahl-faktorn

där C = D/d är fjäderindex.

Fast höjd

Material	G (GPa)	Typisk användning
Musiktråd (A228)	79.3	Allmänt ändamål, hög utmattningstid
Kromvanadin	77.2	Höga belastningar, stötar
Rostfritt stål 302	69.0	Korrosionsbeständighet
Fosforbrons	41.4	Elektrisk, icke-magnetisk
Berylliumkoppar	44.8	Gnistfri, ledande

Exempel — Musiktrådsfjäder

Given: d = 4 mm, D = 30 mm, L₀ = 80 mm, n = 10, G = 79300 MPa

C = 30/4 = 7,5

k = 79300 × 4⁴ / (8 × 30³ × 10) = 79300 × 256 / 2 160 000 = 9,39 N/mm

Helkroppshöjd = (10+2) × 4 = 48 mm → Förflyttning = 80 − 48 = 32 mm

F_fast = 9,39 × 32 = 300,5 N

⚠️ Obs: Komprimera aldrig en fjäder till fast höjd under drift. Konstruera arbetsvägen till ≤80% av tillgänglig nedböjning. Kontrollera buckling om fri längd/medeldiameter > 4.

Kalkylator för spiralformade tryckfjäderkonstruktioner | Gratis onlineverktyg #064

Publicerad av Nikolaj Sjelkovenko på 15 februari 2026 15 februari 2026

Resultat

Vårhastighet

Skjuvspänning med Wahl-korrigering

Wahl-faktorn

Fast höjd