Калькулятор еквівалентної жорсткості пружини
Розрахунок сумарної жорсткості для пружин, з'єднаних послідовно або паралельно
Параметри розрахунку
На основі ISO 26909 та принципів закону Гука
Результати розрахунків
—
—
—
—
Системний аналіз:
Як працює калькулятор
Пружини паралельно
Коли пружини розташовані поруч (паралельно), вони розподіляють навантаження порівну:
Характеристики:
- Загальна жорсткість збільшується
- Однаковий прогин для всіх пружин
- Зусилля розподіляється між пружинами
- Використовується для збільшення вантажопідйомності
Пружини в серії
Коли пружини з'єднані послідовно (кінець до кінця), вони відчувають однакову силу:
Характеристики:
- Загальна жорсткість зменшується
- Однакова сила на всіх пружинах
- Загальний прогин – це сума окремих прогинів
- Використовується для збільшення робочого діапазону
Змішані конфігурації
Складні схеми поєднують послідовне та паралельне з'єднання:
- Спочатку обчисліть паралельні групи
- Потім обчисліть комбінації рядів
- Працюйте зсередини назовні для вкладених конфігурацій
Типи та застосування пружин
- Пружини стиснення: Найпоширеніші, протистоять стискаючим силам
- Пружини розтягування: Чинити опір силам розтягування, мати початковий натяг
- Торсійні пружини: Опір обертальним силам, k у Н·м/рад
- Дискові пружини: Висока вантажопідйомність у невеликому просторі, нелінійна
Важливі міркування
- Жорсткість пружини може змінюватися залежно від прогину (нелінійні пружини)
- Розглянемо зв'язування спіралей у пружинах стиснення
- Врахування початкового натягу в пружинах розтягування
- Температура впливає на жорсткість пружини
- Тривалість роботи до втоми залежить від діапазону напружень
Практичне застосування
- Віброізоляція: Серійні пружини для нижчої частоти
- Розподіл навантаження: Паралельні пружини для великих навантажень
- Точне налаштування: Змішані конфігурації для певних характеристик
- Надмірність: Кілька пружин для безпеки
📘 Калькулятор жорсткості пружин
Обчислює еквівалентну жорсткість кількох пружин у послідовному, паралельному або змішаному з'єднанні.
Паралельно: k = k₁ + k₂ + … | Послідовно: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂ + …
💼 Застосунки
- Віброізоляція компресора: Необхідна fn = 5 Гц, маса 1200 кг. Потрібне k = 118 кН/м. Розв'язання: 4 пружини паралельно × 29,5 кН/м кожна.
- Підвіска інструменту: Маємо пружини на 5000 Н/м, потрібно 2000 Н/м. Розв'язання: 2 послідовно → k = 2500 Н/м. Додати коригування для точного налаштування.
- Двоступенева ізоляція: Верхня: 4 пружини × 10000 Н/м паралельно = 40 кН/м. Нижня: 4 × 8000 Н/м = 32 кН/м. Ступені послідовно → ефективна ~18 кН/м.
- Екстрена заміна: Зламана пружина 12000 Н/м. Доступно лише 6000 Н/м. Розв'язання: 2 паралельні = 12000 Н/м ✓
Весняна формула:
Гвинтова пружина: k = Gd⁴ / (8D³n), де G = модуль зсуву (сталь 80 ГПа), d = діаметр дроту, D = середній діаметр витка, n = активні витки