Uwaga: Ten kalkulator dostarcza wyników obliczeniowych dla sprężyn naciskowych. Rzeczywiste parametry mogą się różnić w zależności od wielu czynników. Zalecana konsultacja z inżynierem przed produkcją.

Parametry dodatkowe

Wyniki i Parametry

Parametry sprężyny

Sztywność sprężyny (k): N/mm

Maksymalne naprężenie (τmax): MPa

Długość przy pełnym ściśnięciu (Lc): mm

Wskaźnik sprężyny (C):

Długość drutu (L): mm

Masa sprężyny: g

Średnica wewnętrzna (Di): mm

Skok zwoju (p): mm

Całkowita liczba zwojów (nt):

Siła przy ściśnięciu granicznym (Fs): N

Częstotliwość drgań własnych: Hz

Energia zgromadzona przy F2: J

Właściwości materiału

Moduł sprężystości poprzecznej (G): MPa

Dopuszczalne naprężenie (τdop): MPa

Gęstość materiału: kg/m³

Zalecenia technologiczne

  • Minimalna odległość między zwojami: mm
  • Zalecane wykończenie powierzchni:
  • Typ obróbki cieplnej:
  • Stopień dokładności wg ISO:
  • Trwałość szacunkowa:
  • Ograniczenia eksploatacyjne:

Teoria i Metodologia Obliczeń Sprężyn Naciskowych

Sprężyny naciskowe są jednymi z najczęściej stosowanych elementów sprężystych w inżynierii mechanicznej. Poniżej przedstawiono podstawy teoretyczne i wzory używane do obliczeń w kalkulatorze:

Podstawowe parametry i wzory

Parametr Symbol Wzór/Opis
Wskaźnik sprężyny C C = D/d, gdzie D to średnica zewnętrzna sprężyny, a d to średnica drutu
Sztywność sprężyny k k = (G·d⁴)/(8·D³·n), gdzie G to moduł sprężystości poprzecznej, n to liczba zwojów czynnych
Naprężenie ścinające τ τ = (8·F·D)/(π·d³) · Kw, gdzie F to siła, Kw to współczynnik Wahla
Współczynnik Wahla Kw Kw = (4C-1)/(4C-4) + 0.615/C, koryguje koncentrację naprężeń w zwojach
Długość swobodna Lo Długość sprężyny bez obciążenia zewnętrznego
Długość ściśniętej sprężyny Lc Lc = d·nt, gdzie nt to całkowita liczba zwojów
Całkowita liczba zwojów nt nt = n + końce, gdzie końce to liczba zwojów nieaktywnych (zależna od typu końców)
Długość drutu L L = π·D·nt, gdzie π to stała matematyczna, D to średnica zewnętrzna sprężyny

Czynniki wpływające na projektowanie sprężyn

  • Materiał: Wybór materiału wpływa na moduł sprężystości poprzecznej (G), dopuszczalne naprężenia i odporność na różne warunki (temperatura, korozja).
  • Wskaźnik sprężyny (C): Zalecany zakres C wynosi od 4 do 12. Wartości poniżej 4 prowadzą do trudności w produkcji i większej koncentracji naprężeń, a powyżej 12 może prowadzić do wyboczenia.
  • Naprężenia: Maksymalne naprężenie ścinające podczas pracy nie powinno przekraczać dopuszczalnego naprężenia dla danego materiału w określonych warunkach.
  • Rezonans: Częstotliwość drgań własnych sprężyny powinna różnić się od częstotliwości wymuszających w układzie, aby uniknąć rezonansu.
  • Warunki pracy: Temperatura, środowisko korozyjne i liczba cykli obciążeń wpływają na wybór materiału i dopuszczalne naprężenia.