דלג לתוכן
In English
The force required to deflect a spring by one unit of length (or the torque per unit angle for a torsion spring), the slope of its force–deflection line.
הסבר
לפי חוק הוק F = k·x, ולכן קפיץ עם k = 5 N/mm שמכווץ ב-10 מ"מ מפעיל 50 N. בקפיץ לחיצה סלילי k = G·d⁴ / (8·D³·n), כאשר d קוטר החוט, D הקוטר הממוצע של הסליל ו-n מספר הכריכות הפעילות. לכן k רגיש מאוד לקוטר החוט: הגדלה שלו ב-10% מעלה את k בכ-46%. קפיצים בטור מקטינים את הקבוע הכולל (1/k = 1/k₁ + 1/k₂), וקפיצים במקביל מחברים אותו (k = k₁ + k₂).
מה זה אומר בפועל
בקטלוג קפיצים מופיע לכל קפיץ ערך R או k, למשל 2.4 N/mm, יחד עם האורך החופשי והמהלך המותר. אם בתפסן צריך כוח הצמדה של 60 N ומהלך הכיווץ בהרכבה הוא 15 מ"מ, צריך בערך k = 4 N/mm, ואז בודקים שהמהלך הנוסף בזמן העבודה לא מגיע לכריכות צמודות. בבדיקה פשוטה מודדים את הקבוע בהעמסת משקלות ידועים ומדידת השקיעה.
למה זה חשוב
- קובע את הכוח שהקפיץ ייתן בכל מצב של המנגנון.
- משפיע ישירות על תדר הרעידה העצמי של מערכת קפיץ-מסה.
- מאפשר לשלוט בתחושה: לחצנים, ידיות ודלתות.
- בבולמי רעידות ובמושבים, קבוע נמוך מבודד טוב יותר.
בעיות נפוצות ופתרונות
- סבולת ייצור של קבוע הקפיץ, לרוב כ-±10%, משנה את הכוח → לתכנן מרווח בכוח או לבחור קפיץ עם סבולת צרה.
- קבוע גבוה מדי יוצר כוח משתנה מאוד לאורך המהלך → קפיץ ארוך יותר עם קבוע נמוך וכיווץ מוקדם (Preload).
- קפיצי צלחת וקפיצים פרוגרסיביים אינם ליניאריים → להשתמש בעקומת כוח-מהלך מהיצרן ולא בערך אחד.
- שינוי קטן בקוטר החוט משנה מאוד את הכוח → לא להחליף קפיץ לפי מראה, אלא לפי מק"ט וקבוע.
איפה משתמשים
- קפיצי החזרה בשסתומים ובוכנות
- תפסנים ומתקני הצמדה
- מתלים ובולמי רעידות
- לחצנים, מתגים ומנגנוני נעילה
- קפיצי איזון בדלתות ומכסים
