Hvordan beregne Torsion Spring Force

Finnes i alt fra garasjeportåpnere til webcam mounts, spiralformede torsjonsfjærer er en svært allsidig ressurs innen industriell design og maskinteknikk. Som består av flere ledd av metalltråd som glødet i trange, permanente spoler, produserer hver torsjonsfjær en bestemt mengde motstandsdyktig kraft som svar på sin form, materialer og hvor langt du deformere sin kropp.

Bruksanvisning

1 Plasser de ytre kjever verniercaliper rundt utsiden av vårens polen og skyv dem sammen inntil de berører overflaten. (For et diagram av verniercaliper, se Resources.) Merk: Hensikten med dette trinnet er å måle ytre diameter på spolen rundskriv tverrsnitt.

2 Spill av denne måling (i inches) som den "ytre diameter" av spolen.

3 Skyv de indre kjever bøylen inne i spolen og spre dem inntil hver enkelt berører den indre overflate av spolen.

4 Spill av denne målingen som den "indre diameter" av spolen.

5 Legge til den indre diameteren til den ytre diameter og dele den totale med 2. Denne verdien er den "midlere diameter" av fjæren.

6 Trekk fra den indre diameter (fra trinn 4) fra den ytre diameter (fra trinn 2).

7 Del forskjellen med 2. Resultatet er "tråd tykkelsen" av våren.

8 Tell antall spoler i løpet av våren. Her er en "spiral" refererer til hver gang tråden danner en fullstendig sirkel.

9 Måle lengden av fjærens ben, fra spissen ned til hvor krumningen begynner (i inches). Merk: Denne kurvatur punktet er også der (sett fra siden) de to ben av våren første overlapping.

10 Slå opp verdien av Unge elastisitetsmodul (merket "E") for vårens materiale. (For et diagram av E verdier for vanlige metaller og legeringer, se Resources.)

11 Beregn trådens tykkelse (fra trinn 7) tatt til fjerde makt. Med andre ord, "[tykkelse] x [tykkelses] x [tykkelses] x [tykkelse]."

12 Multipliser dette resultatet av den unge elastisitetsmodul (i trinn 10).

1. 3 Del produkt på 10,2.

14 Dele kvotienten med antall spoler (fra trinn 8).

15 Dele at kvotienten av den midlere diameter (fra trinn 5). Resultatet er at "fjærkonstanten" konstant for en bestemt fjær. For å bestemme den kraft som en torsjonsfjær er spolen vil utøve når en av sine ben er vridd rundt til en viss grad, multiplisere graden av rotasjon av fjærkonstanten konstant. Styrken vil bli uttrykt i pounds (lbs.).

16 For å beregne den kraft som benet vil utøve, dele spolen kraft (fra trinn 15) ved lengden av benet (fra trinn 9).