Quay lại danh sách máy tính

Máy tính tốc độ tới hạn của lò xo

Tính toán tần số đột biến và tốc độ tới hạn cho lò xo xoắn ốc

Các thông số tính toán

Dựa trên tiêu chuẩn ISO 13906 và lý thuyết động lực học lò xo

Hệ mét

Hệ thống Đế quốc

Loại lò xo

Đường kính dây

Đường kính cuộn dây trung bình

Số lượng cuộn dây hoạt động

Vật liệu lò xo

Cấu hình loại kết thúc

Tốc độ hoạt động (nếu quay)

vòng quay mỗi phút

Tình trạng lắp đặt

Kết quả phân tích tốc độ tới hạn

Tần số tự nhiên đầu tiên (Sóng tăng):
—

Tốc độ tới hạn (RPM):
—

Vận tốc sóng vào mùa xuân:
—

Chỉ số lò xo (C = D/d):
—

Biên độ an toàn:
—

Đánh giá tần suất đột biến:

An toàn: Hoạt động < 0,2 × Tốc độ tới hạn

Thận trọng: Hoạt động 0,2-0,5 × Tốc độ tới hạn

Cảnh báo: Hoạt động 0,5-0,8 × Tốc độ tới hạn

Sự nguy hiểm: Hoạt động > 0,8 × Tốc độ tới hạn – Cần thiết kế lại

Máy tính hoạt động như thế nào

Hiện tượng sóng dâng mùa xuân

Hiện tượng dao động lò xo xảy ra khi tần số kích thích trùng với tần số tự nhiên của dây lò xo, gây ra dao động cộng hưởng dọc theo chiều dài lò xo.

Tính toán tần số tự nhiên

Đối với lò xo xoắn, tần số riêng đầu tiên là:

fs = (1/2n) × √(G/ρ)

where:

fs — tần số đột biến (Hz)
N — số lượng cuộn dây hoạt động
G — mô đun cắt (Pa)
ρ — mật độ vật liệu (kg/m³)

Tốc độ tới hạn

Tốc độ quay quan trọng có thể xảy ra đột biến:

Nc = 60 × fs / k

trong đó k là số điều hòa (thường là 1 đối với cơ bản)

Tốc độ sóng

Vận tốc của sóng ứng suất trong vật liệu lò xo:

c = √(G/ρ)

Chỉ số mùa xuân

Chỉ số lò xo ảnh hưởng đến hành vi tăng đột biến:

C < 4: Khó sản xuất, ứng suất cao
C = 4-12: Phạm vi bình thường cho hầu hết các lò xo
C > 12: Dễ bị rối và cong vênh

Tính chất vật liệu

Vật liệu	Mô đun cắt (GPa)	Mật độ (kg/m³)
Dây nhạc	81.7	7850
Thép không gỉ 302	69.0	7900
Crom Silicon	77.2	7850
Đồng phốt pho	41.4	8800

Phương pháp phòng ngừa

Thiết kế lò xo tần số tự nhiên > 13× tần số hoạt động
Sử dụng lò xo có bước thay đổi để phá vỡ sự cộng hưởng
Thêm giảm chấn (lò xo lồng nhau, lớp phủ)
Thay đổi kích thước hoặc vật liệu lò xo
Sử dụng bộ giảm chấn hoặc thanh dẫn lò xo

Tác động của sự tăng vọt

Suy nhược sớm
Va chạm cuộn dây và hư hỏng do va chạm
Mất khả năng chịu tải
Tiếng ồn và độ rung quá mức
Hành vi mùa xuân không thể đoán trước

📘 Máy tính tốc độ tới hạn (Spring Surge)

Tính toán tần số xung điện và tốc độ tới hạn của lò xo xoắn. Xung điện xảy ra khi các cuộn lò xo rung động cộng hưởng, gây ra ứng suất và hỏng hóc.
Công thức: fs = c/(2L) trong đó c = vận tốc sóng, L = chiều dài dây.

💼 Ứng dụng

Lò xo van động cơ: Tốc độ hoạt động 6000 vòng/phút = 100 Hz. Tần số lò xo: 250 Hz. Tỷ lệ an toàn: 100/250 = 0,4 < 0,5 ✓ An toàn. Chỉ số lò xo cao hơn hoặc ít cuộn dây hơn sẽ làm tăng tần số đột biến.
Bộ cách ly rung động: Thiết bị 1480 vòng/phút. Lò xo không được tăng đột biến. Tính toán: 3500 vòng/phút là quan trọng. Tỷ lệ: 1480/3500 = 0,42 ✓
Giảm áp suất máy nén: Lò xo trong van, chu kỳ nhanh 60 Hz. Xung điện: 180 Hz. An toàn nhưng cần kiểm tra sóng hài ở tần số hoạt động 2x và 3x.

Phòng ngừa đột biến điện áp:

Quy tắc thiết kế: Tần số hoạt động phải là < 0,5 × tần số đột biến. Đối với các ứng dụng quan trọng: < 0,3 × tần số đột biến.

Giải pháp nếu quá gần: Tăng đường kính dây, giảm đường kính trung bình, giảm cuộn dây hoạt động, sử dụng ống giảm chấn, lò xo lồng nhau.

Máy tính tốc độ tới hạn của lò xo (tăng vọt)

Được xuất bản bởi admin trên Tháng 10 20, 2025 Tháng 10 20, 2025