דלג לתוכן
In English
A helical spring that shortens under load and returns to free length when released; defined by wire diameter, OD, free length and rate.
הסבר
אלה הנתונים שמגדירים אותו: קוטר החוט, הקוטר החיצוני, האורך החופשי, מספר הכריכות וקבוע הקפיץ (k, ביחידות N/mm). הקצוות סגורים ומושחזים כדי שהקפיץ ישב ישר. כשהקפיץ ארוך ודק הוא עלול לקרוס הצידה, ולכן מוסיפים לו מוט מוביל או שרוול.
מה זה אומר בפועל
קפיץ שדוחף פין נעילה החוצה: כשלוחצים על הפין הקפיץ מתקצר, וכשמשחררים הוא מחזיר את הפין. הכוח גדל באופן ליניארי עם הלחיצה, כך שבקבוע 5 N/mm לחיצה של 10 מ"מ נותנת 50 N. הקפיץ יושב בדרך כלל בתוך קדח או על מוט כדי שלא יתכופף הצידה.
למה זה חשוב
בעיות נפוצות ופתרונות
- הקפיץ נלחץ עד מגע בין הכריכות ומתעייף → תכנן מהלך עבודה של עד ≈80–85% מהמהלך המרבי.
- קפיץ שמתעקם הצידה (קריסה) → הוסף מוט מוביל או שרוול, או קצר את האורך החופשי ביחס לקוטר.
- חיכוך בין הקפיץ לקדח → השאר מרווח, כי הקוטר החיצוני גדל בלחיצה.
- קפיץ שאיבד כוח אחרי זמן → בחר חומר מתאים לטמפרטורה ולמאמץ, או קפיץ מיוצב.
איפה משתמשים
- פיני נעילה ומנגנוני החזרה
- שסתומים ורגולטורים
- מתגים ולחצנים
- מנגנוני הצמדה
- בולמים ומתלים
- תפסנים ומנעולים
נוסחאות ונתונים הנדסיים
k = G · d⁴ / (8 · D³ · n)F = k · sτ = KW · 8 · F · D / (π · d³)KW = (4C − 1) / (4C − 4) + 0.615 / C , C = D / d| k | קבוע קפיץ | N/mm |
| G | מודול גזירה של החוט | MPa |
| d | קוטר החוט | mm |
| D | קוטר ממוצע של הכריכה | mm |
| n | מספר כריכות פעילות | – |
| F | כוח | N |
| s | שקיעה | mm |
| τ | מאמץ גזירה | MPa |
| C | יחס הקפיץ | – |
- G פלדת קפיצים≈ 81.5 GPa
- G נירוסטה 1.4310≈ 70 GPa
- יחס קפיץ מומלץC ≈ 4–12
- כריכות כוללות (קצוות סגורים ומושחזים)nt = n + 2
דוגמה: חוט Ø2, קוטר ממוצע 16 mm, 8 כריכות פעילות: k = 81500 · 2⁴ / (8 · 16³ · 8) ≈ 4.97 N/mm. בשקיעה של 15 mm: F ≈ 74.6 N, ועם KW ≈ 1.18 המאמץ הוא τ ≈ 450 MPa.
נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.
סרטון הסבר
סוגים נפוצים
- לחיצה
- מתיחה (עם ווים)
- פיתול
- קפיץ גז
- קפיץ צלחת
