เครื่องคำนวณสปริงกด

คำนวณค่าคงที่สปริง แรง ความเค้นเฉือนที่แก้ไขด้วย Wahl ความสูงอัดแน่น และตรวจสอบการโก่งเดาะของสปริงกดแบบขดเกลียว จากเส้นผ่านศูนย์กลางลวด เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย จำนวนขดใช้งาน และวัสดุ พร้อมภาพร่างและเส้นแรง-ระยะยุบ

วิธีใช้

1. ป้อน "เส้นผ่านศูนย์กลางลวด d" "เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย D" (หรือสลับ "เส้นผ่านศูนย์กลางที่ป้อน" เป็น "เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก") และ "จำนวนขดใช้งาน Na"
2. เลือก "รูปแบบปลาย" และป้อน "ความยาวอิสระ L0" เว้นว่างเพื่อข้ามการตรวจสอบความสูงอัดแน่นและการโก่งเดาะ
3. เลือก "วัสดุ" แล้ว "มอดุลัสเฉือน G" จะถูกใส่ค่าตัวแทนให้ ซึ่งคุณแก้ไขได้
4. ใน "สภาวะใช้งาน" เลือก "กำหนดระยะยุบ" หรือ "กำหนดแรง" ป้อนค่า แล้วอ่าน "ค่าคงที่สปริง k" ความเค้น และคำเตือน

หลักการทำงาน

• k = G·d⁴ ÷ (8·D³·Na), F = k·x, τ = Kw × 8·F·D ÷ (π·d³), แฟกเตอร์ Wahl Kw = (4C − 1)/(4C − 4) + 0.615/C, ดัชนีสปริง C = D/d จำนวนขดทั้งหมดและความสูงอัดแน่นขึ้นกับรูปแบบปลาย (Shigley ตาราง 10-1)
• ความต้านแรงดึงประมาณจาก Rm = A ÷ dᵐ (Shigley ตาราง 10-4) ขีดจำกัดความเค้นเฉือนสถิตคือ 45 % ของ Rm สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนดึงเย็น 50 % สำหรับชุบแข็งและอบคืนตัว 35 % สำหรับสเตนเลสและโลหะนอกกลุ่มเหล็ก ขีดจำกัดการโก่งเดาะของความยาวอิสระคือ 2.63·D/α
• ค่าทั้งหมดเป็นค่าประมาณ ไม่ครอบคลุมอายุความล้าและการเสียรูปถาวร

คำถามที่พบบ่อย

ค่าคงที่สปริงคำนวณอย่างไร

k = G·d⁴ ÷ (8·D³·Na) ลวดเปียโน (G = 81 GPa) ลวด 2 mm เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 20 mm และขดใช้งาน 10 ขด ได้ k = 81000 × 16 ÷ (8 × 8000 × 10) = 2.025 N/mm

ทำไมต้องคูณด้วยแฟกเตอร์ Wahl

ความเค้นด้านในของขดสูงกว่าเนื่องจากความโค้ง แฟกเตอร์ Wahl แก้ไขผลนี้พร้อมกับแรงเฉือนตรง: ประมาณ 1.145 ที่ดัชนีสปริง 10 และ 1.25 ที่ 6

ควรออกแบบดัชนีสปริงเท่าไร

โดยทั่วไป 4 ถึง 12 ต่ำกว่า 4 สปริงขดยาก สูงกว่า 12 ขดพันกันและขนาดกระจายตัวมาก

สปริงกดจะโก่งเดาะเมื่อใด

เมื่อความยาวอิสระเกิน 2.63·D/α: ประมาณ 5.26 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเมื่อปลายทั้งสองยึดแน่นและขนานกัน (α = 0.5) และประมาณ 1.3 เท่าเมื่อปลายหนึ่งอิสระ (α = 2) สปริงที่ยาวกว่านี้ต้องใช้แกนนำหรือปลอกนำ