Vågfjädrar – den kompakta fjäderlösningen när utrymmet är begränsat

När det axiella utrymmet är begränsat passar ofta inte en vanlig spiralfjäder in. Vågfjädrar löser detta problem genom att leverera samma last på ungefär hälften av den installerade höjden. För ingenjörer som arbetar med kompakta konstruktioner är de ett av de mest praktiska verktygen i fjäderkatalogen.

Den här guiden förklarar hur vågfjädrar fungerar, vilka specifikationer som är viktiga och när de är rätt val framför en konventionell spiralfjäder.

Vad är en vågfjäder?

En vågfjäder är en plåtbandsfjäder formad till en serie vågor runt en cirkulär ring. Istället för en spiralformad lindning komprimeras fjädern axiellt när vågorna planar ut under last. Resultatet är en fjäder som passar in i ett smalt spår eller hus och levererar en väldefinierad last vid en exakt deflexion.

Vågfjädrar tillverkas av plattråd – vanligtvis fjäderstål eller rostfritt stål – och finns i utföranden med ett eller flera varv beroende på önskad last och rörelselängd.

Utrymmesfördelen

Det viktigaste skälet att välja en vågfjäder är besparing av axiellt utrymme. Jämfört med en standard spiraltryckfjäder med samma last och ytterdiameter kräver en vågfjäder typiskt 40–50 % lägre installationshöjd.

Detta är avgörande i applikationer där konstruktionsutrymmet är fastlagt – till exempel:

• Lagerförspänning i växellådor och elmotorer
• Tätningshållning i hydrauliska och pneumatiska cylindrar
• Kopplingar och bromsar
• Ventilstängningsmekanismer

I dessa fall kan ett byte från spiralfjäder till vågfjäder eliminera behovet av att rita om huset helt och hållet.

Viktiga specifikationer

När du specificerar en vågfjäder gäller följande mått och parametrar:

Ytterdiameter (Do) — Vågfjädern sitter inuti ett lopp eller hus. Håldiametern måste passa inom loppet med ett litet spel, vanligtvis 0,1–0,3 mm beroende på applikation.

Innerdiameter (Di) — Måste ha frihet runt eventuell axel eller innerkomponent. Kontrollera att axeldiametern inte kommer i kontakt med axeln vid komprimering.

Fri längd (L0) — Fjäderns längd i olastat tillstånd. Detta avgör det maximala axiella utrymme fjädern kräver.

Belastad längd (L1) — Den komprimerade längden vid angiven arbetslast. Skillnaden mellan fri längd och arbetslängd är arbetsrörelsen.

Kraft vid L1 (F1) — Den kraft fjädern utövar vid komprimerad arbetslängd. Denna måste motsvara den förspänning eller stängningskraft din applikation kräver.

Antal vågor (N) — Fler vågor per varv fördelar lasten jämnare och minskar kontaktspänningen mot angränsande komponenter. Standardfjädrar i katalog har vanligtvis 3–6 vågor per varv.

Antal lindningar (n) — Enlindningsfjädrar är mest kompakta. Flerlindningsfjädrar (2–4 lindningar) ger större rörelselängd och lastområde i samma håldiameter.

Material

• Fjäderstål (EN 10270-1) — Standardval för inomhus-, torra eller lätt korrosiva miljöer. Lägre kostnad, högre draghållfasthet.
• Rostfritt stål (X10CrNi18-8, EN 10270-3) — Krävs för fuktiga, utomhus-, livsmedels-, farmaceutiska eller kemiska miljöer. Något lägre hållfasthet, ingen ytbehandling behövs.

För vägledning om val mellan fjäderstål och rostfritt, se vår tidigare artikel om fjädermaterial.

När ska du välja en vågfjäder?

Vågfjädrar är rätt val när:

• Det axiella utrymmet är begränsat och en standard spiralfjäder inte ryms i konstruktionen
• Last- och rörelsekraven är måttliga (vågfjädrar passar inte för mycket höga laster eller långa slag)
• Applikationen kräver konsekvent förspänning i ett lager, en tätning eller ventil
• Radialutrymmet är generöst men axialutrymmet inte är det

Vågfjädrar är inte rätt val när:

• Mycket hög last krävs (standard spiral- eller verktygsfjädrar presterar bättre)
• Lång rörelselängd behövs (vågfjädrar är konstruerade för korta arbetsslag)
• Kostnad är enda drivkraften och utrymme inte är begränsat (en standard spiralfjäder är billigare)

Montering av vågfjäder

Vågfjädrar monteras i ett lopp eller mellan två parallella ytor. Ytterdiametern centrerar fjädern radiellt inuti loppet. I lagerförspänningsapplikationer sitter fjädern mellan lagerets ytterring och en axelns ansats eller låsring.

Viktiga monteringskontroller:

• Bekräfta att loppets diameter tillåter att Do sätts in utan att fastna
• Bekräfta att axeln eller innerkomponenten har frihet mot Di vid full komprimering
• Kontrollera att den fria längden ryms i tillgängligt axialutrymme innan konstruktionen stängs

Vågfjädrar i AxiSprings katalog

AxiSpring lagerhåller vågfjädrar i fjäderstål och rostfritt stål i ett brett sortiment av håldiametrar, fria längder och lastklasser. Alla specifikationer – ytterdiameter (Do), innerdiameter (Di), fri längd, kraft vid L1 (F1) och antal vågor – finns fullständigt redovisade i katalogen.

Bläddra i vågfjäderkollektionen på axispring.com för att hitta rätt fjäder för din konstruktion.

Osäker på vilken vågfjäder som passar din applikation? Kontakta oss så hjälper vi dig välja rätt dimension utifrån din ytterdiameter (Do), innerdiameter (Di), tillgänglig längd och lastkrav.