Sådan vælger du den rigtige trækfjeder - en guide til ingeniører

Trækfjedre er designet til at modstå trækkraft og vende tilbage til fri længde, når de slippes. De bruges overalt, hvor to dele skal holdes sammen eller trækkes tilbage til startposition, eller hvor en kontrolleret trækkraft er nødvendig. Valget af den rigtige trækfjeder kræver forståelse for nogle parametre, der adskiller sig fra valget af trykfjeder. De vigtigste er endetype og forspænding.

Hvordan trækfjedre fungerer

En trækfjeder er viklet med vindingerne tæt mod hinanden uden belastning. Når den trækkes ud, adskilles vindingerne, og fjederen modstår strækket. Når belastningen fjernes, vender fjederen tilbage til sin fri længde.

I modsætning til trykfjedre vikles trækfjedre med en indbygget forspænding, en forbelastning der skabes under fremstillingen. Det betyder, at der kræves en vis trækkraft, før fjederen begynder at strække sig. Over den tærskel stiger kraften lineært med forlængelsen efter fjederkonstanten.

De vigtigste dimensioner

• Fri længde (L0): fjederens længde i ubelastet tilstand. Bemærk, at fjederen i din applikation er længere end dette under belastning. Konstruer din løsning, så fjederen er strakt, ikke komprimeret, under normal drift.
• Ydre diameter (D): fjederens ydre diameter. Sørg for tilstrækkelig frigang, hvis fjederen arbejder inde i et hul eller over en stang. For fjedre over en stang skal den indre diameter være større end stangens diameter.
• Tråddiameter (d): trådtykkelsen. Tykkere tråd giver højere fjederkonstant og forspænding.

Fjederkonstant - R (N/mm)

Fjederkonstanten fortæller, hvor meget ekstra kraft der kræves for hver millimeter forlængelse over forspændingen. En fjeder med R = 5 N/mm og en forspænding på 20 N kræver 70 N for at strække sig 10 mm (20 N forspænding + 5 N/mm × 10 mm).

For at vælge den rigtige konstant beregner du den samlede kraft, du har brug for ved din maksimale forlængelse, trækker forspændingen fra og dividerer med forlængelsen. Det giver den mindste nødvendige konstant.

Forspænding

Forspænding er den indbyggede kraft, der holder vindingerne lukkede. Den skal overvindes, før fjederen begynder at strække sig. For de fleste standard katalogfjedre er forspændingen angivet i produktdataene.

I applikationer, hvor fjederen skal begynde at strække sig ved meget lav kraft, for eksempel i en returmekanisme med lette belastninger, vælger du en fjeder med lav forspænding. Hvor fjederen skal forblive lukket under vibrationer eller små forstyrrelser, er højere forspænding bedre.

Endetyper

Trækfjedre fås med forskellige kroge eller ender, der bestemmer, hvordan fjederen fastgøres i din konstruktion. De mest almindelige typer er:

• Engelsk krog (sidekrog): den mest almindelige endetype. Krogen ligger i samme plan som fjederlegemet. Nem at fastgøre, men krogens åbning kan begrænse den maksimale belastning, før krogen åbner sig.
• Tysk krog (centerkrog): krogen bøjes over fjederens centrum. Stærkere end den engelske krog og mindre tilbøjelig til at åbne sig ved høje belastninger.
• Lige ende (åben ende): ingen krog, tråden ender lige. Bruges, hvor fjederen fastgøres på anden måde, for eksempel med en stift gennem endevindingen.

Til de fleste industrielle applikationer giver den tyske krog den bedste kombination af styrke og nem montering. Kontrollér, at krogens åbning passer til diameteren på stifterne eller boltene i din konstruktion.

Materiale

AxiSpring trækfjedre fås i to hovedmaterialer:

• Kulstål (1.1200/1.0500): standardvalget til de fleste industrielle applikationer. Høj styrke og lang levetid i normale omgivelser.
• Rustfrit stål (1.4310): vælg dette, hvor korrosionsbestandighed er nødvendig: fugtige omgivelser, fødevareindustrien eller udendørs brug. Bemærk, at trækfjedre i rustfrit stål typisk har lavere forspænding i samme dimensioner end kulstål.

En note om udmattelse

Trækfjedre er mere følsomme over for udmattelse end trykfjedre, fordi krogen er et sted med spændingskoncentration. Hvis din applikation har mange belastningscyklusser, så kontrollér belastningen mod fjederens maksimale trækkraft, og hold topbelastningerne godt under den angivne grænse. Undgå skarpe bøjninger eller skævheder ved krogens fastgørelse, da det fremskynder udmattelsesbrud i krogen.

Find den rigtige fjeder

AxiSpring fører trækfjedre i et bredt udvalg af ydre diametre, tråddiametre, fri længder og fjederkonstanter. Brug filtreringstabellen i vores kollektion til at søge efter ydre diameter, fri længde og fjederkonstant.

Se trækfjedre →