Амортизаторы
для внедорожных дисциплин автоспорта, внедорожников.

    На главную    О нас    Продукция    FAQ    Галерея    FOA Калькулятор    Техническая информация    Видео Лист цен Контакты


ВСЕ СТАТЬИ


 

Измерение жесткости пружины - математика и онлайн калькулятор.

Как измерить жесткость пружины, если у вас нет приспособление для измерения жесткости физическим способом?
Приведу пример из практики, клиенту потребовалось отремонтировать coilover стойку марки Donnere (цена к слову за новый Donnere 3500 EURO за шт, это стойка с ходом 10’’ и диаметром 55 мм). После уточнения цены ремонта у дилера в Европе, учитывая необходимость отправки в Европу и цены сопоставимой с ценой новой стойки, клиент обратился к нам ( были предложены стойки FOA 2.5’’ -10’’ с выносным бачком и двойными пружинами - 2500 USD за четыре штуки).

Итак стойки заказаны, ассортимент пружин есть, осталось подобрать нужные пружины на замену имеющимся, подходящим по параметрам от Donnere. Обозначения на пружине нет, придется применять математику. А также предстоит заменить одну пружину двумя.



Далее будем использовать дюймовые величины, дюймы и фунты так как ассортимент имеющихся пружин Viper coils у нас так и у других американских поставщиков - Eibah, King, Fox, Radflo, Race Runner предполагает использование этих единиц, привыкайте.
Итак рассмотрим спиральную пружину, жесткость которой зависит от следующих параметров:
G = Модуль упругости, который для стали равен = 11.25х106 или 11 250 000
d = Диаметр проволоки в дюймах
N = Число активных витков пружины
D = Средний диаметр пружины в дюймах
8 = постоянная для всех спиральных пружин.

Эти параметры складываются в в формулу:

G - модуль упругости, одинаков для всех пружин изготовленных из стали.
d- диаметр проволоки измеряем штангенциркулем, он может быть одинаковым для пружин различной жесткости и даже меньшего диаметра для пружины большей жесткости, если в ней больше витков. В нашем примере диаметр пружины неизвестной жесткости равен 10.5 мм или 0.413’’ .
Определение количества активных витков требует внимания. Активный виток - виток который работает, сжимается. Если торец пружины обрезан в плоскость, прижат чтобы прилегать к тарелке то он не активный, не участвует в сжатии. Учитывайте только витки, которые активны, двигаются при сжатии. в нашем примере мы получили 9 витков.
D - средний диаметр определяем как внешний диаметр пружины плюс внутренний диаметр и делим сумму пополам. Или внешний диаметр минус толщина витка, или внутренний диаметр плюс толщина витка. Как удобнее - результат один. В нашем примере внешний диаметр 90 мм, внутренний 69 мм. D=(90+69)/2=79.5мм или 69+10.5=79.5 мм, или 90-10.5 = 79.5 мм/ (3.13’’ ) . Лучше перепроверить.
Подставляем результаты измерений в формулу:

Получили искомую жесткость 148.25 фунтов на дюйм, отбросим погрешность измерений, учитывая что пружины выпускаются как правило с шагом 25 lb/inch, и считаем жесткость исходной пружины 150 lb/inch. Исходная величина найдена. Но нам нужно использовать двойные пружины-одну основную, более жесткую, другую вспомогательную для получения более эффективной работы подвески. И в случае складывания двух пружин последовательно общую жесткость можно найти из закона Гука:
При сложении пружин последовательно жесткость определяется формулой 1/k=1/k1+1/k2 , где k-общая жесткость, k1 и k2 - жесткости отдельных пружин.
Или:

В нашем примере общую жесткость 150 мы получим сложив две пружины по 300 lb/inch каждая. Но две пружины одинаковой жесткости смысла ставить в паре нет, вспомогательная пружина меньшей жесткости отрабатывает, мелкие неровности, основная работает на больших неровностях. Отодвинем математику и поступим проще, воспользуемся онлайн калькулятором на www.redhammers.ru это проще, нагляднее и сократит время.

1) Введем общую жесткость пружины 150 в окошко Жесткость пружины


2) Кликнем «Рассчитать жесткость двойной пружины» и получим результат - жесткость основной пружины 375 и жесткость вспомогательной пружины 250. Отлично.


3) Но предположим,что у нас нет пружины жесткостью 375, а есть пружина жесткостью 350 тогда подставим в окошко жесткости основной пружины значение 350 и получим значение для вспомогательной пружины 263.


4) Так как шаг жесткости серийных пружин как правило равен 25 или 50 lb/inch, то пружину искомой жесткости 263 нам не найти. Уменьшим значение общей жесткости на 146, нажимаем «Рассчитать жесткость двойных пружин» и получим 365/ 243,


5) Заменяем 365 на 350 нажимаем «Пересчитать» и получим значение для вспомогательной пружины 250, общая же жесткость двух пружин остается неизменной - 146.


Общая жесткость пружин 146 в сравнении с жесткостью 150 на практике означает, что машина будет ниже на 2.6 % (150/100=1,5 (150-146)/1.5=2.6%) ).

В применении к стойке с ходом 10’’ или 254 мм, машина будет ниже на 254/100*2.6=6.6 мм, или ход отбоя увеличится на 6.6 мм. Отметим, что лучше взять жесткость чуть меньшую чем расчетная, так как машину можно будет приподнять за счет преднатяга верхней гайки. Опустить же машину не получится если жесткость получилась больше рассветной. В итоге мы для нашей стойки можем взять пары пружин 375/250 или 350/250. Осталось подобрать длину, отрегулировать преднатяг. Но об этом в следующей статье.

Сухоруков Сергей
Цель - ничто, движенье - все

 

Есть вопросы? Звоните +7(985)131-67-63

© www.redhammers.ru Все права защищены. Использование любых материалов только с письменного разрешения владельца.