Molle elicoidali

Molle elicoidali sono l’applicazione più comune di primavera all’interno motorsport. Per il motivo per cui e alcune ulteriori informazioni sulle molle elicoidali assicuratevi di controllare il nostro articolo “molle elicoidali”.

Esistono due modi principali per calcolare la frequenza della molla. Uno è attraverso calcoli basati su guardando e misurando la molla. L’altro è da misura pratica. La misurazione pratica è la forma più accurata se eseguita con l’attrezzatura corretta. Entrambi i modi sono mostrati di seguito.

Il percorso di calcolo

Lo schema seguente mostra una molla elicoidale insieme ai seguenti parametri importanti necessari per calcolare la frequenza della molla.

I parametri importanti sono:

• L = Lunghezza Libera di Scarico Molla (m)
• G = Modulo di Taglio della Rigidità del Materiale
• d = Diametro del cavo (m)
• D = Diametro Medio (m)
• N = Numero di spire attive (active bobina spazza un cerchio completo)

in Cui:

• lunghezza Libera è la distanza dalla faccia superiore della molla per la faccia inferiore della primavera, quando il carico non è su di esso.
• Il modulo di rigidità del taglio si basa sul tipo di materiale di cui è composta la molla. Il valore può essere trovato nella tabella seguente. Tutto quello che devi scoprire è di che materiale è fatta la tua primavera. Se non siete sicuri il materiale più comune è evidenziato in grassetto nella tabella.

Material	Shear Modulus of Rigidity (G)
ANSI 1095 Spring Steel	79,300,000,000 Pa
Cold Rolled Steel	75,000,000,000 Pa
Stainless Steel	77,200,000,000 Pa

• Wire diameter is lo spessore del metallo della bobina che è misurato più accuratamente con calibri a nonio
• Diametro medio è mostrato nel diagramma ed è la distanza tra i centri della molla elicoidale. Il modo più semplice per raggiungere questo numero è con la seguente equazione
  • Mean Diameter = Total Spring Diameter-Wire Diameter
• Il numero di bobine attive ha ancora incertezza nel settore di come applicare un numero preciso per un tipo di molla. Lo schema seguente mostra 4 stili comuni che una molla elicoidale ha alle sue estremità.

• • le Estremità Chiuse
  • Chiuso e la Terra Finisce
  • Pianura Finisce a Terra
  • lisci

Lo standard di settore per ora è che una molla con le estremità chiuse o chiuso di terra e di fini è uno inattivo bobina a ciascuna estremità, il che significa che due bobine devono essere tolta l’importo totale delle bobine per il “numero di spire attive” parametro.

Tuttavia, le molle con estremità lisce sono considerate non avere bobine inattive, quindi ogni singola bobina conta verso il parametro “numero di bobine attive”.

Infine, le molle con estremità lisce rettificate sono considerate avere mezza bobina inattiva a ciascuna estremità, il che significa che viene rimosso un totale di 1 bobina per il parametro “numero di bobine attive”.

E ‘ molto importante capire come le molle sono finiti come il numero di bobine attive parametro può avere una grande influenza sul tasso di molla calcolato.

L’equazione

Con le misurazioni complete è il momento di calcolare la rigidità della molla elicoidale con l’equazione mostrata di seguito.

Quindi:

Quindi, usando l’esempio di figure di:

• G = 79.3 GPa
• d = 10.3 mm
• N = 6
• D = 68.5 mm

Il Metodo Pratico

Se si dispone di accesso ad alcuni test di carico equipaggiamento pratica è il metodo più accurato opzione per calcolare il tasso di primavera. Una macchina come un Tinnius-Olsen mostrato di seguito è il pezzo ideale di attrezzature per questo test. Se si ha accesso a uno o qualcosa di simile, inserire la molla sulla macchina e comprimerla di 10 mm. Registrare la forza necessaria per comprimerlo a questo punto. Quindi comprimere la molla in fasi di 10 mm, registrando la forza richiesta in ogni punto. Se la molla inizia a diventare troppo stressata verso la fine del test, non continuare a comprimere in quanto potrebbe danneggiare la molla.

Con tutti i risultati in un formato simile all’esempio seguente, convertire tutte le letture millimetriche in metri. Quindi dividere la forza richiesta dalla distanza spostata in ciascun caso. Se tutte le risposte a questo aspetto simile allora avete una molla tasso costante. È ora possibile aggiungere tutte le risposte e dividerlo per il numero di risultati per ottenere la lettura media che è il tasso di primavera.

Se le risposte diventano progressivamente più piccole o più grandi di una quantità notevole, allora hai una molla progressiva. Se questo è il caso per te, sarebbe meglio tracciare un grafico dei risultati n excel tracing spring rate contro mm di compressione. Questa sarà un’informazione molto importante da sapere quando si applica il precarico alla molla. Inoltre, se sai quanto la tua auto si abbassa quando è seduta sulle ruote, puoi calcolare il tasso di molla statica delle tue molle all’altezza da terra per riferimento futuro.

Molle a balestra

Calcolare la frequenza della molla per una molla a balestra è molto più complesso che per una molla elicoidale. Ciò è dovuto al numero di variabili che possono applicarsi alle molle a balestra come; spessore della foglia, larghezza e cono, variazioni del vincolo finale o il carico applicato fuori centro ecc. Pertanto il modo più accurato per misurare la rigidità della molla a balestra è praticamente. Tuttavia, per una risposta ravvicinata è anche possibile utilizzare il percorso di calcolo in cui devono essere fatte alcune approssimazioni.

Il percorso di calcolo

Esistono due tipi principali di molla a balestra nelle applicazioni automobilistiche. Sono “paraboliche a foglia singola” e”laminate a balestra”. Quest’ultimo è più comune nelle applicazioni moderne. Le immagini qui sotto mostrano i diversi tipi.

Parabolica a foglia singola

Molla laminata

Per le molle a balestra si applicano due equazioni. Uno è la formula di sforzo di piegamento per assicurare che il carico massimo non sovraccarichi il materiale. L’altro è la rigidità della molla. Questa è la cifra che è importante per ulteriori calcoli. Le equazioni per una molla parabolica a foglia singola sono:

E:

Dove:

• L = Metà della lunghezza della più lunga molla a balestra (m)
• F = Forza applicata ad ogni punto di fissaggio al telaio (di solito la metà del carico applicato all’assale punto) (m)
• b = balestre larghezza al centro il punto (m)
• t = profondità Verticale di foglia di primavera presso il centro, dove si monta l’assale (m)
• E = Youngs modulo per il materiale (Pa) (vedi tabella sotto).
• X = Primavera spostamento verticale (m)

Le equazioni per un laminato in foglia di primavera variare un po ‘ e sono:

E:

Dove:

• L = Metà della lunghezza della più lunga molla a balestra (m)
• F = Forza applicata ad ogni punto di fissaggio al telaio (di solito la metà del carico applicato all’assale punto) (m)
• b = balestre larghezza al centro il punto (m)
• n = numero di foglie in pila
• n’ = numero di foglie direttamente in primavera si conclude
• t = profondità Verticale di foglia di primavera presso il centro, dove si monta l’assale (m)
• E = Youngs modulo per il materiale (Pa) (vedi tabella sotto).
• X = Primavera spostamento verticale (m)

i Giovani e di Modulo Tabella per Common Materials

Material	Youngs Modulus (E)
ANSI 1095 Spring Steel	207,000,000,000 Pa
Cold Rolled Steel	186,000,000,000 Pa
Mild Steel	210,000,000,000 Pa

The Practical Route

Il percorso più accurato per misurare la rigidità delle molle a balestra è quello di testarli praticamente se si dispone dell’attrezzatura di applicazione del carico corretta. Per testare il carico è necessario scollegare l’asse dalla molla e spostarlo direttamente sotto la molla. Successivamente, un carico deve essere applicato utilizzando un dispositivo che misurerà la quantità di carico applicata in Newton di forza. La molla a balestra deve essere deviata in passi di incrementi di 10 mm con la forza necessaria per spostare la molla in fase di registrazione. Per ogni passo la forza può essere divisa per lo spostamento per dare il tasso di molla utilizzando l’equazione di seguito. Se i numeri hanno una grande variazione e aumentano ogni volta dopo che è stata utilizzata l’equazione seguente, la molla ha un tasso progressivo e un grafico dovrebbe essere tracciato in Excel per mostrare quale tasso è presente in ogni punto di spostamento in quanto ciò sarà più accurato rispetto all’utilizzo di un’equazione.

Dove:

• F = Forza applicata (N)
• x = Quantità di spostamento (m)

Come convertire la metrica in imperiale

Se preferisci avere i tuoi tassi di primavera in termini di sterline e pollici, puoi usare l’equazione di conversione qui sotto per cambiare il risultato forma newton per metro in sterline per pollice.

Allo stesso modo se si desidera convertire sterline per pollice in newton per metro, inserire il valore di sterline per pollice dove si dice l’esempio qui sotto e produrrò la risposta di newton per metro.

Come aggiungere i tassi della molla per le molle multiple

Ci sono due configurazioni che molle multiple entrano. Uno è molle in serie e uno è molle in parallelo. Una macchina può essere considerata avere molle in parallelo perché se si guarda l’asse anteriore di una macchina ogni ruota come la propria molla che agisce sulla parte anteriore del veicolo facendo un totale di due molle che lavorano fianco a fianco. Questo li rende paralleli.

Molle in serie

Di seguito sono riportati alcuni esempi di quando una molla può essere considerata in serie.

Quando due o più molle sono poste una sopra l’altra, la frequenza della molla combinata diventa sempre inferiore a quella della molla più morbida. Questo perché hai effettivamente aggiunto ancora più bobine alla molla più morbida (N) che riduce la frequenza complessiva della molla. Il tasso di molla per ogni singola molla deve prima essere noto prima che l’equazione di seguito può essere utilizzato per calcolare il tasso di molla totale delle molle in serie. Se vengono utilizzate due molle in serie è possibile utilizzare l’equazione seguente:

in Cui:

• K = totale Combinato tasso di primavera
• K1 = basso tasso di primavera
• K2 = Alto tasso di primavera

Se più di due molle in serie, quindi la prossima primavera, può continuare ad essere aggiunto all’equazione per tutte le sorgenti; per esempio, nel caso di 4 molle impilati gli uni sugli altri, l’equazione sarebbe come sotto:

Molle in Parallelo

Molle in parallelo possono essere raggiunti in pochi modi. Le immagini qui sotto mostrano alcuni esempi di quando le molle possono essere considerate in parallelo.

Si dice che le molle siano in parallelo quando condividono sempre un carico. Il tasso composito di molle parallele è molto più facile da calcolare rispetto molle in serie come i tassi di primavera sono semplicemente sommati. L’equazione seguente può essere usata per calcolare il tasso effettivo globale della molla delle molle parallele:

E così via.

Prima del rilascio della parte 2 la prossima settimana, leggere anche “Come regolare e regolare le barre antirollio” per informazioni su come calcolare i tassi di molla delle barre antirollio.