เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์เหล็กสปริงฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับวิธีการคำนวณสำหรับพารามิเตอร์สปริงสปริงสปริง มันเป็นหัวข้อสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่อยู่ในอุตสาหกรรมที่พึ่งพาสปริงอย่างมากเช่นยานยนต์การบินและอวกาศและการผลิต ดังนั้นเรามาดำน้ำในและสำรวจวิธีการคำนวณเหล่านี้
ทำความเข้าใจพื้นฐาน
ก่อนที่เราจะเข้าสู่การคำนวณแบบ nitty - มีความสำคัญเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจพารามิเตอร์สปริงพื้นฐานบางอย่าง สปริงเป็นอุปกรณ์เชิงกลที่เก็บและปลดปล่อยพลังงาน พารามิเตอร์สำคัญที่เราจะต้องติดต่อ ได้แก่ อัตราสปริงการเบี่ยงเบนความเครียดและเส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวด
อัตราสปริงหรือที่เรียกว่าความแข็งของสปริงคือปริมาณของแรงที่จำเป็นในการบีบอัดหรือขยายสปริงตามความยาวหน่วย การโก่งตัวคือการเคลื่อนที่ของสปริงเมื่อใช้แรงมากน้อยเพียงใด ความเครียดคือแรงภายในต่อหน่วยพื้นที่ภายในวัสดุสปริงและเส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดมีผลต่อขนาดและประสิทธิภาพโดยรวมของสปริง
การคำนวณอัตราสปริง
อัตราสปริง (k) เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุด สำหรับสปริงการบีบอัดแบบเกลียวสูตรสำหรับการคำนวณอัตราสปริงคือ:
[k = \ frac {gd^{4}} {8nd^{3}}]
ที่ไหน:
- (g) เป็นโมดูลัสแรงเฉือนของเหล็กสปริง สปริงสปริงชนิดต่าง ๆ มีโมดูลัลเฉือนแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นสำหรับเหล็กสปริงสแตนเลส (ลองดูเหล็กสปริงสแตนเลส) โดยทั่วไปแล้วโมดูลัสแรงเฉือนจะอยู่รอบ ๆ (79 \ times10^{3}) MPA
- (d) เป็นเส้นผ่านศูนย์กลางลวดของสปริง
- (n) คือจำนวนขดลวดที่ใช้งานอยู่ ขดลวดที่ใช้งานอยู่เป็นขดลวดที่มีส่วนช่วยในการเบี่ยงเบนของฤดูใบไม้ผลิ
- (d) เป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดเฉลี่ยของสปริง
สมมติว่าเรามีสปริงบีบอัดแบบเกลียวที่ทำจากเหล็กสปริงขนาด 65mn (คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับมันได้ที่เหล็กสปริง 65mn- เส้นผ่านศูนย์กลางลวด (d = 5) มม. จำนวนคอยล์ที่ใช้งานอยู่ (n = 10) และเส้นผ่านศูนย์กลางคอยล์เฉลี่ย (d = 50) มม. โมดูลัสแรงเฉือน (G) สำหรับ 65mn ประมาณ (80 \ times10^{3}) MPA
ก่อนอื่นเราต้องแปลงหน่วยเป็นหน่วย SI (d = 0.005) m, (d = 0.05) m
[k = \ frac {80 \ times10^{9} \ times (0.005)^{4}} {8 \ times10 \ times (0.05)^{3}}]
[k = \ frac {80 \ times10^{9} \ times6.25 \ times10^{-10}} {8 \ times10 \ times1.25 \ times10^{-4}}]
[k = \ frac {50} {1 \ times10^{-2}} = 5000 \ space n/m]
การคำนวณการโก่งตัว
เมื่อเรารู้อัตราสปริงแล้วการคำนวณการโก่งตัว ((\ delta)) ค่อนข้างตรงไปตรงมา ความสัมพันธ์ระหว่างแรง ((f)) อัตราสปริง ((k)) และการโก่งตัวนั้นได้รับจากกฎหมายของฮุค:
[f = k \ delta]
ดังนั้น (\ delta = \ frac {f} {k})
ถ้าเราใช้แรง (f = 100 \ space n) กับสปริงที่เราคำนวณข้างต้นด้วย (k = 5000 \ space n/m) ดังนั้นการเบี่ยงเบน (\ delta = \ frac {100} {5000} = 0.02 \ space m = 20 \ Space MM)
การคำนวณความเครียด
การคำนวณความเครียดเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าสปริงไม่ล้มเหลวภายใต้โหลดที่ใช้ สำหรับสปริงการบีบอัดแบบเกลียวแรงเฉือนแรงบิด ((\ tau)) ได้รับจาก:
[\ human = k \ frac {8fd |
โดยที่ (k) เป็นปัจจัย Wahl ซึ่งเป็นสาเหตุของความโค้งและผลกระทบแรงเฉือนโดยตรงในฤดูใบไม้ผลิ ปัจจัย Wahl คำนวณเป็น:
[k = \ frac {4c - 1} {4c - 4}+\ frac {0.615} {c}]
และ (c = \ frac {d} {d}) คือดัชนีสปริง
กลับไปที่ตัวอย่างก่อนหน้าของเรากันเถอะ (c = \ frac {0.05} {0.005} = 10)
[k = \ frac {4 \ times10 - 1} {4 \ times10 - 4}+\ frac {0.615} {10}]
[k = \ frac {39} {36} +0.0615]
[k = 1.083+0.0615 = 1.1445]
ถ้า (f = 100 \ Space N), (d = 0.05 \ Space M) และ (d = 0.005 \ Space M)
[\ tau = 1.1445 \ times \ frac {8 \ times100 \ times0.05} {\ pi \ times (0.005)^{3}}]
[\ tau = 1.1445 \ times \ frac {40} {\ pi \ times1.25 \ times10^{-7}}]
[\ tau = 1.1445 \ times \ frac {40} {3.927 \ times10^{-7}}]
[\ tau \ ประมาณ 1.1445 \ times1.02 \ times10^{8} \ ประมาณ 1.17 \ times10^{8} \ space pa = 117 \ space mpa]
ข้อพิจารณาอื่น ๆ
เมื่อคำนวณพารามิเตอร์เหล่านี้เรายังต้องพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เช่นเงื่อนไขสิ้นสุด มีประเภทสิ้นสุดที่แตกต่างกันสำหรับสปริงเช่นปลายปิดและพื้นดินปลายเปิด ฯลฯ เงื่อนไขสิ้นสุดอาจส่งผลกระทบต่อจำนวนขดลวดที่ใช้งานและประสิทธิภาพโดยรวมของสปริง
นอกจากนี้สภาพแวดล้อมที่ฤดูใบไม้ผลิจะดำเนินการเรื่อง ตัวอย่างเช่นหากสปริงถูกใช้ในสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนเราอาจต้องเลือกเหล็กสปริงที่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่าเช่นเหล็กสปริงสปริงที่ฉันพูดถึงก่อนหน้านี้
ความสำคัญของการคำนวณที่แม่นยำ
การคำนวณที่แม่นยำของพารามิเตอร์สปริงเป็นสิ่งสำคัญ หากอัตราสปริงคำนวณผิดสปริงอาจไม่ทำงานตามที่คาดไว้ ตัวอย่างเช่นในระบบกันสะเทือนยานยนต์อัตราสปริงที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่การขับขี่ที่หยาบหรือแม้กระทั่งส่งผลกระทบต่อการจัดการของยานพาหนะ
ในแอปพลิเคชันการบินและอวกาศที่ความปลอดภัยมีความสำคัญสูงสุดข้อผิดพลาดใด ๆ ในการคำนวณความเครียดอาจส่งผลให้เกิดความล้มเหลวของฤดูใบไม้ผลิซึ่งอาจมีผลร้าย
ทำไมต้องเลือกเหล็กสปริงของเรา
ในฐานะซัพพลายเออร์เหล็กสปริงเรานำเสนอวัสดุเหล็กสปริงที่มีคุณภาพสูง เหล็กสปริงสปริง 65mn และสปริงสปริงของเรามาจากผู้ผลิตที่เชื่อถือได้และได้รับการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด เราเข้าใจถึงความสำคัญของการคำนวณเหล่านี้และสามารถให้ข้อมูลจำเพาะวัสดุโดยละเอียดเพื่อช่วยคุณในการออกแบบฤดูใบไม้ผลิของคุณ
หากคุณอยู่ในขั้นตอนการออกแบบสปริงหรือจำเป็นต้องจัดหาสปริงสปริงสำหรับโครงการของคุณเราอยู่ที่นี่เพื่อช่วย ไม่ว่าคุณจะเป็นผู้ผลิตขนาดเล็กหรือผู้เล่นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เราสามารถตอบสนองความต้องการของคุณได้ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราสามารถช่วยคุณในการเลือกเหล็กสปริงที่เหมาะสมและให้คำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการคำนวณเหล่านี้
ดังนั้นหากคุณสนใจที่จะซื้อเหล็กสปริงหรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับการคำนวณพารามิเตอร์สปริงอย่าลังเลที่จะติดต่อ เรารอคอยที่จะเริ่มต้นความสัมพันธ์ทางธุรกิจกับคุณและช่วยให้คุณสร้างสปริงประสิทธิภาพสูง
การอ้างอิง
- Shigley, JE, & Mischke, Cr (2001) การออกแบบวิศวกรรมเครื่องกล McGraw - Hill
- Budynas, RG, & Nisbett, JK (2011) การออกแบบวิศวกรรมเครื่องกลของ Shigley McGraw - Hill
