Mikä on jousivakio ja miten se lasketaan?
Share
Jousivakio on tärkein parametri jousen valinnassa, mutta se ymmärretään usein väärin tai unohdetaan. Tässä artikkelissa selitetään, mitä jousivakio tarkoittaa, miten se lasketaan ja miten sitä käytetään käytännössä, kun määrittelet jousen sovellukseesi.
Mikä on jousivakio?
Jousivakio (myös jousen jäykkyys) on voima, joka tarvitaan jousen puristamiseen tai venyttämiseen yhden pituusyksikön verran. Se ilmaistaan newtoneina millimetriä kohti (N/mm), ja sen tunnus on R tai k.
Jousi, jonka vakio on 5 N/mm, vaatii 5 N liikkuakseen 1 mm, 50 N liikkuakseen 10 mm ja 500 N liikkuakseen 100 mm. Suhde on lineaarinen tavallisilla kierrejousilla. Tätä kutsutaan Hooken laiksi:
F = R × s
Jossa F on voima newtoneina, R on jousivakio (N/mm) ja s on jousiliike millimetreinä.
Miksi jousivakio on tärkeä
Jousivakio määrittää, miten jousi käyttäytyy kuormituksessa. Jos valitset liian pienen vakion, jousi puristuu kokonaan normaaleilla kuormilla eikä liikevaraa jää. Jos valitset liian suuren vakion, jousi tuskin liikkuu ja vaimentaa tai liikkuu vain vähän.
Oikea vakio tarkoittaa, että jousi toimii sille tarkoitetulla alueella ja suojaa sekä jousta että ympäröivää laitteistoa.
Näin lasket tarvitsemasi jousivakion
Tarvitset kaksi tietoa:
- Tarvitsemasi voima tietyssä kohdassa (N)
- Jousiliike kyseisessä kohdassa (mm)
Jaa sitten: R = F ÷ s
Esimerkki: Tarvitset jousen, joka antaa 80 N, kun sitä puristetaan 16 mm vapaasta pituudesta. R = 80 ÷ 16 = 5 N/mm.
Etsi nyt puristinjousi, jonka jousivakio on 5 N/mm ja jonka vapaa pituus riittää sallimaan 16 mm:n puristuksen rakenteessasi.
Toiminta-alue ja turvamarginaali
Älä koskaan suunnittele jousta toimimaan blokkipituudessa, eli kohdassa, jossa kaikki kierrokset koskettavat toisiaan. Yli 80 %:n kohdalla maksimijousiliikkeestä jännitykset kasvavat jyrkästi ja väsymisikä lyhenee.
Käytännön sääntö: sijoita toimintapiste 60-75 %:iin maksimijousiliikkeestä. Tämä jättää varaa ylikuormitukselle ja pidentää jousen käyttöikää merkittävästi.
Jousivakio eri jousityypeillä
- Puristus- ja vetojouset: vakio on lineaarinen koko toiminta-alueella ja ilmaistaan yksikössä N/mm.
- Vääntöjouset: vakio ilmaistaan yksikössä Nmm astetta kohti (Nmm/°), koska jousi kiertyy lineaarisen liikkeen sijaan.
- Kaasujouset: voima ei ole täysin lineaarinen; se kasvaa hieman puristettaessa, koska kaasu puristuu. Ilmoitettu voima F1 mitataan täysin ulostyönnettynä.
- Lautas- ja aaltojouset: voima riippuu pinoamisesta. Sarjaan pinotut jouset antavat pidemmän jousiliikkeen, rinnakkain pinotut suuremman voiman.
Etsi jousia vakion mukaan AxiSpringistä
Katalogimme tuotteissa jousivakio näkyy suodatintaulukossa ja tuotesivujen tuotekortissa. Käytä vakiosuodatinta rajataksesi jouset tarvitsemallesi alueelle ja tarkista sitten vapaa pituus ja halkaisija valinnan viimeistelemiseksi.