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彈簧臨界轉速計算器

計算螺旋壓縮彈簧的臨界湧動頻率 — 即沿彈簧圈形成駐波並導致湧動的共振頻率。

螺旋彈簧 湧動頻率 4 種材料
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結果

湧動頻率
湧動頻率 (RPM)
彈簧剛性 (k)
彈簧指數 (C = D/d)
固定–自由頻率(一端自由)
材料

湧動頻率

螺旋壓縮彈簧的臨界湧動頻率(固定-固定 / 自由-自由邊界,基本模態):

  • d — 線徑 (m)
  • D — 平均彈簧圈直徑 (m)
  • nₐ — 有效圈數
  • G — 線材材料的剪力模數 (Pa)
  • ρ — 線材材料密度 (kg/m³)

彈簧剛性

彈簧指數與固定-自由頻率

在實務彈簧設計中,彈簧指數 C 通常應介於 3 到 15 之間。

實務範例

範例 — 彈簧鋼壓縮彈簧

已知: d = 5 mm, D = 30 mm, nₐ = 7, 彈簧鋼 (G = 79.3 GPa, ρ = 7850 kg/m³)

√(G / 2ρ) = √(79.3×10⁹ / (2 × 7850)) = 2247.4

f_surge = 0.005 / (2π × 7 × 0.030²) × 2247.4 = 283.9 Hz (17,032 RPM)

k = 79.3×10⁹ × 0.005⁴ / (8 × 0.030³ × 7) = 32.8 N/mm

C = D/d = 30/5 = 6.0 (良好,在 3–15 範圍內)

f_fixed-free = 283.9 / 2 = 142.0 Hz

⚠️ 經驗法則: 閥門彈簧的湧動頻率應至少為運轉頻率的 13 倍,一般工業應用則應為 15–20 倍。

Vibromera — 振動診斷與動平衡校正設備
專業便攜式動平衡校正儀、振動分析儀與狀態監測系統,已應用於 50 多個國家。現場診斷彈簧共振並校正旋轉機械的動平衡。
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Nikolai Shelkovenko

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。

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