Bereken veerconstante k = Gd⁴/(8D³Na), doorbuiging, veerindex, Wahl-gecorrigeerde schuifspanning en blokhoogte voor een schroefdrukveer van ronddraad.
Voer draaddiameter, gemiddelde windingsdiameter, actieve windingen, materiaal en kracht in voor constante, doorbuiging en spanning.
Over deze tool
De Schroefdrukveer-calculator is een gratis tool in je browser die de mechanische eigenschappen van een schroefdrukveer van ronddraad berekent uit zijn geometrie en materiaal. Het geeft de veerconstante k = G·d⁴/(8·D³·Na), de doorbuiging onder een gegeven kracht, de veerindex, de Wahl-gecorrigeerde schuifspanning, en de blokhoogte. Voer de draaddiameter d, de gemiddelde windingsdiameter D, het aantal actieve windingen Na, en de aangebrachte kracht F in. Alles wordt lokaal in je browser berekend.
De constante is k = G·d⁴/(8·D³·Na), waarbij G de glijdingsmodulus van het materiaal is — muziekdraad is ongeveer 79,3 GPa en roestvast staal ongeveer 69 GPa, of je kunt een aangepaste waarde invoeren. De doorbuiging volgt uit de wet van Hooke als x = F/k. De veerindex C = D/d beschrijft de windingsverhoudingen, en de Wahl-correctiefactor Kw = (4C − 1)/(4C − 4) + 0,615/C houdt rekening met de extra spanning aan het binnenoppervlak van de winding, wat de piekschuifspanning τ = Kw·8·F·D/(π·d³) geeft. Als je het totale aantal windingen Nt invoert, is de blok- (volledig samengedrukte) hoogte Ls = d·Nt. Werk in SI (mm, N) met constante in N/mm en spanning in MPa, of imperiaal (in, lbf) met constante in lbf/in en spanning in psi.
Als uitgewerkt voorbeeld: een muziekdraadveer (G = 79,3 GPa) met d = 2 mm, D = 15 mm en Na = 8 actieve windingen heeft een constante k = 79.300 × 2⁴ / (8 × 15³ × 8) ≈ 5,87 N/mm, dus een kracht van 50 N drukt hem ongeveer 8,5 mm samen. Zijn index C = 7,5 geeft een Wahl-factor van bijna 1,20 en een gecorrigeerde schuifspanning van ongeveer 285 MPa. Houd de werkspanning binnen de toelaatbare waarde van het materiaal om blijvende vervorming en vermoeiing te vermijden.
Veelgestelde vragen
Hoe wordt de veerconstante berekend?
De constante van een schroefdrukveer van ronddraad is k = G·d⁴/(8·D³·Na), waarbij G de glijdingsmodulus is, d de draaddiameter, D de gemiddelde windingsdiameter, en Na het aantal actieve windingen. Omdat de constante schaalt met d⁴ en omgekeerd met D³, verschuiven kleine veranderingen in draad- of windingsdiameter de stijfheid sterk.
Wat zijn de veerindex en de Wahl-factor?
De veerindex C = D/d is de verhouding van gemiddelde windingsdiameter tot draaddiameter, doorgaans 4–12. De Wahl-correctie Kw = (4C − 1)/(4C − 4) + 0,615/C verhoogt de nominale schuifspanning om rekening te houden met kromming en directe schuif aan het binnenoppervlak van de winding, wat τ = Kw·8·F·D/(π·d³) geeft.
Welke glijdingsmodulus moet ik gebruiken?
Gebruik de glijdingsmodulus G van het materiaal: ongeveer 79,3 GPa (11,5 Mpsi) voor muziekdraad en hardgetrokken koolstofstaal, en ongeveer 69 GPa (10 Mpsi) voor 302/304 roestvast staal. Kies de preset die bij je draad past, of kies aangepast en voer G in GPa in voor andere legeringen.
Wat is de blokhoogte?
De blokhoogte Ls is de lengte van de veer wanneer volledig samengedrukt zodat de windingen elkaar raken, hier berekend als Ls = d·Nt uit de draaddiameter en het totale aantal windingen Nt. Het bepaalt de minimumlengte en de maximaal bruikbare doorbuiging; de veer mag in gebruik nooit onder zijn blokhoogte worden samengedrukt.