免費工程工具 #064
螺旋壓縮彈簧設計計算器
設計螺旋壓縮彈簧。輸入線徑、彈簧中徑、自由長度、有效圈數與剪力模數，以計算彈簧常數、最大負荷、剪應力與壓實高度。
結果
彈簧常數
經沃爾修正之剪應力
沃爾因子
其中 C = D/d 為彈簧指數。
壓實高度
| 材料 | G (GPa) | 典型用途 |
|---|---|---|
| 琴鋼線 (A228) | 79.3 | 通用型，高疲勞壽命 |
| 鉻釩鋼 | 77.2 | 高應力，衝擊負荷 |
| 302 不鏽鋼 | 69.0 | 耐腐蝕性 |
| 磷青銅 | 41.4 | 電氣應用，無磁性 |
| 鈹銅 | 44.8 | 無火花，導電 |
已知： 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
壓實高度 = (10+2) × 4 = 48 mm → 行程 = 80 − 48 = 32 mm
Fsolid = 9.39 × 32 = 300.5 N
⚠️ 注意： 在運行中切勿將彈簧壓縮至壓實高度。設計工作行程應 ≤ 可用撓度的 80%。若自由長度/平均直徑 > 4，請檢查是否會發生挫曲。
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.
本頁所述的操作流程由 Vibromera 團隊使用 Balanset-1A（一款用於現場轉子平衡的便攜式雙通道動平衡儀及振動分析儀）開發並經過實地測試。
專業現場動平衡校正儀器與軟體。已在 50 多個國家使用。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko是一名振動分析工程師，也是Vibromera的創辦人兼執行長。 15年多來，他一直在現場——而非在試驗台上——為旋轉設備進行動平衡校正：粉碎機、工業風機、破碎機、離心機、軸與主軸。正是這些實際工作催生了Balanset系列儀器——它們被設計為一種專業人員可以隨身攜帶到機器旁、在現場獨立使用的工具，而非實驗室設備。 Vibromera成立於2017年，自2023年起總部設於葡萄牙波爾圖。Balanset系列產品的研發、組裝與支援均在此完成。旗艦產品是Balanset-1A，一款用於單平面及雙平面動平衡校正與振動診斷的可攜式分析儀。 Nikolai親自參與客戶支援工作，處理各種棘手的動平衡校正案例，並參與軟體開發。他以任何語言為全球客戶提供服務。
