Hvad er fjederkonstant, og hvordan beregner du den?

Fjederkonstanten er den vigtigste parameter, når du vælger en fjeder, men den bliver ofte misforstået eller overset. Denne artikel forklarer, hvad fjederkonstant betyder, hvordan du beregner den, og hvordan du bruger den i praksis, når du specificerer en fjeder til din applikation.

Hvad er fjederkonstant?

Fjederkonstanten (også kaldet fjederstivhed) er den kraft, der kræves for at komprimere eller strække en fjeder med én længdeenhed. Den udtrykkes i newton per millimeter (N/mm) og betegnes R eller k.

En fjeder med konstanten 5 N/mm kræver 5 N for at bevæge sig 1 mm, 50 N for 10 mm og 500 N for 100 mm. Forholdet er lineært for almindelige skruefjedre. Dette kaldes Hookes lov:

F = R × s

Hvor F er kraften i newton, R er fjederkonstanten i N/mm, og s er vandringen i mm.

Hvorfor fjederkonstanten er vigtig

Fjederkonstanten bestemmer, hvordan din fjeder opfører sig under belastning. Vælger du for lav konstant, komprimeres fjederen helt under normale belastninger og har intet bevægelsesrum tilbage. Vælger du for høj konstant, bevæger fjederen sig knap og giver ringe dæmpning eller bevægelse.

At få konstanten rigtig betyder, at din fjeder arbejder inden for sit tilsigtede område og beskytter både fjederen og udstyret omkring den.

Sådan beregner du den fjederkonstant, du har brug for

Start med to oplysninger:

1. Den kraft, du har brug for ved et bestemt punkt (i N)
2. Vandringen ved det punkt (i mm)

Divider derefter: R = F ÷ s

Eksempel: Du har brug for en fjeder, der giver 80 N, når den komprimeres 16 mm fra fri længde. R = 80 ÷ 16 = 5 N/mm.

Søg nu efter en trykfjeder med fjederkonstanten 5 N/mm og en fri længde, der er lang nok til at tillade 16 mm kompression i din konstruktion.

Arbejdsområde og sikkerhedsmargin

Design aldrig en fjeder til at arbejde ved sin bloklængde, det punkt hvor alle vindinger ligger an mod hinanden. Over 80 % af den maksimale vandring stiger spændingerne kraftigt, og udmattelseslevetiden falder.

En praktisk regel: læg dit arbejdspunkt ved 60-75 % af den maksimale vandring. Det giver plads til overbelastning og forlænger fjederens levetid markant.

Fjederkonstant for forskellige fjedertyper

• Tryk- og trækfjedre: konstanten er lineær over hele arbejdsområdet og udtrykkes i N/mm.
• Vridfjedre: konstanten udtrykkes i Nmm per grad (Nmm/°), da fjederen roterer i stedet for at bevæge sig lineært.
• Gasfjedre: kraften er ikke helt lineær; den stiger lidt, når fjederen komprimeres, fordi gassen komprimeres. Den angivne kraft F1 måles ved fuld udstrækning.
• Tallerken- og bølgefjedre: kraften afhænger af stablingen. Fjedre i serie giver længere vandring, fjedre parallelt giver mere kraft.

Find fjedre efter konstant hos AxiSpring

Produkterne i vores katalog viser fjederkonstanten i filtreringstabellen og på produktsidernes datablad. Brug konstantfilteret til at indsnævre til fjedre inden for dit krævede interval, og kontrollér derefter fri længde og diameter for at fuldføre dit valg.

Se trykfjedre efter fjederkonstant →