Fjädrar

Question 1

Nämn några olika sätt man kan dela in fjädrar i?

Answer 1

•material (stål gummi komposit gas etc)

•form (skruvform, spiralform, konisk, rak etc)

•yttre belastning (kraft, moment, kombinerad belastning)

•materialpåkänning (normalspänning (drag/tryck), skjuvspänning)

•effektiv energilagring (hela eller delar av materialet utnyttjas)

Question 2

Progressiv fjäder, vad menas med det?

Answer 2

En progressiv fjäder ökar styvheten, när man ökar nedtryckningen (komprimeringen) så ökar styvheten

Question 3

Depressiv fjäder, vad menas med det?

Answer 3

En degressiv fjäder avtar styvheten, när man ökar nedtryckningen (komprimeringen) så avtar styvheten

Question 4

Exempel på degressiv fjäder

Answer 4

Tallriksfjäder

Question 5

Exempel på progressiv fjäder

Answer 5

Konisk skruvfjäder

Question 6

Energilagring fjäder, förklara flrhållandet

Answer 6

Man kan använda fjädrar för energilagring, last * sträckan är linjär delat på 2

Question 7

Hysteres,

Vad är det?

vad innebär det? / vad menas med det?

Vart går ofta energiförlusten till ?

Exempel på när det sker

Answer 7

Hysteres = skillnad mellan på- och avlastning

Hysteres är något som uppkommer då vi inte får tillbaka samma kraft när vi avlastar som när vi lägger på kraft.

(När vi lastar på krävs en större kraft än när vi avlastar)

Den energiförlusten går till blir i regel värmeenergi

För fjädrar handlar det om på och avlastning

Hysteres på en annan process: När kompressorn slår till i ett kylskåp
(När temperaturen i kylskåpet går upp till 5grader slås den på och när det har gått ner till 3 grader slår den av
Sen i vila till den högre temperaturen och sedan går på igen

Question 8

Parallellkoppling av fjädrar

Vi parallellkoppling blir totala styvheten större eller mindre?

Answer 8

Styvheter summeras ihop för alla fjädrar, så den totala styvheten är högre

Vid parallellkoppling är det samma deformation i alla fjädrar olika kraft (kraften summeras ihop)

Question 9

Seriekopplade fjädrar

Vid seriekoppling, blir den totala styvheten större eller lägre?

Answer 9

Vid en seriekopling blr den totala styvheten lägre

Vid seirekoppling får vi samma kraft på alla fjädrar men olika deformation (deformationen delta summeras ihop

Question 10

Fjärdar: fundamentala samband

Normalspänning ex:

Skjuvspänningen ex:

Answer 10

Normalspänning t.ex bungyjump
-Skruvfjäder med moment
-Spiralfjäder/klockfjäder ett band som snurras upp i mitten
-rullbandsfjäder (ex måttband) konstant kraft
-bladfjäder
-tallriksfjäder
-ringfjäder
-gummifjäder

Skjuvspänning: skjuvfjäder (på tåg)

-skruvfjäder (drag-/tryck skruvfjäder rektangulärt och cirkulärt tvärsnitt)
-konisk skruvfjäder (rektangulärt och cirkulärt tvärsnitt)
-

Eftersom den kraften går genom centrum på skruvfjädern vilket kommer ge ett vridmoment på tråden

Torsionsfjäder

Gummifjäder

Vanligt med kombinationer mellan de två typerna.

Question 11

Godhetstal fjäder, vad är det

Answer 11

Hur pass väl man utnyttjar materialet för energilagring
Vid skjuvspänning utnyttjas mest materialets ytskikt

Vid normalspänning utnyttjas hela materialet

Tittar men på energilagring per viktenhet så kan man lagra dubbelt så mycket energi hos en fjäder som har rent drag eller tryck och som utsätts för normalspänning

Question 12

Fjäder användningsområden

Answer 12

Mildra stötar - t.ex. förarsäte på åkgräsklippare

Fördela last - t.ex fundament på maskin för att fördela lasten över golvet
Eller kundvagn bil där kan fjädrarna anpassa sig då att alla hjul är i marken

Lagra energi- t.ex trampolin, leksaker (typ mobil), äggklocka, pilbåge

Mäta kraft- enkel personvåg, resväskvåg känd fjäderkonstant den deformation man får är linjär med lasten alltså kan man få fram en vikt

Upprätthålla en kraft - t.ex hållare för batteri, spänner fast det i facket kameler i kopplingen i bil, klädnypa

Question 13

Skruvfjädrar
Egenskaper/användning

Vilken är den mest kritiska spänningen

Answer 13

Tryck (avslipad bra anläggning mot utan) (riskeras att knäckas vid för för stor längd L>_2,6*D
Kan ha progressiv lindning

eller

drag (krokad ände) inbyggd dragspänning

Mest kritiska spänningen är vridskjuvspänningen,

mest kritiska punkten för
tryckfjäder: insidan
Dragfjäder: utsidan

Question 14

Konisk skruvfjäder egenskaper/användning

Answer 14

•Progressiv

•Blir så tunn som en trådtjocklek när ihoppressad

Question 15

Egenskaper/användning spiralfjäder

Answer 15

(Klockfjäder, rullbandsfjäder)

•avsedd för att ta ett moment

•I klockor för att lagra energi eller för att hålla tiden genom att hålla en växelverkan

Question 16

Konisk skruvfjäder egenskaper/användning

Answer 16

(Konisk snäckfjäder)

•användes ofta som buffertar på tåg mellan vagnarna (tar emot när vagnarna går ihop

•stor Hysteres pga friktion
Får inte då ut all energi när man släpper den.

Question 17

Bladfjäder användning/egenskaper

Answer 17

•används vid hjulupphängningar, pilbåge en typ av bladfjäder

•ligger i skivor, tjockast i mitten för att stå emot det hos momentet som lägger sig på mitten,

•olika tjock men maximal spänning är konstant

•friktion mellan skivorna/bladen ger Hysteres -> för att minska den ->smörjning
Således slits dom lätt

•möjligt att designa som progressiv för de böjda varianterna, några av skivorna är rakare -> ger komfort i t.ex fordon när det körat tomt men när last kommer på blir det stummare

Question 18

Tallriksfjäder egenskaper/användning

Answer 18

•enkla att serie (oordning) eller parallellkoppla (ordning)

•degressiva

•kan vara instabila (slå över) är därmed beroende av geometrin

Question 19

Vridfjäder egenskaper/ användning

Answer 19

•lägger på ett moment

•även kallad torsionsfjäder

•klädnypa - applicerar kraft på tvätt och tvättlina, friktion gör att tvätten hänger kvar

•råttfälla - lagra energi (spänner tills löses ut)

Question 20

Gasfjäder användning egenskaper

Answer 20

•komprimerad gas. Måste komma över inte gastrycket för att kunna röra den

•bussar, bilar, dörrar och luckor

•nackdel: beroende av temperatur

Question 21

Gummifjäder användning / egenskaper

Answer 21

•används till trycklaster men används ofta med skjuvspänning (ex tåg)

•vulkas ofta fast vid stålplåtar

•nackdel: stor Hysteres vid snabba förlopp - måste kylas

•fördel: stor energilagringsförmåga vid långsamma förlopp

•volym ändras inte (inkompressibelt) - gummit måste kunna bukta ut

Question 22

Allmänna fjädringselement

Answer 22

Låsring- i spår på axlar för att förhindra förskjutningar

Låssprintar, rörpinnar, låspinnar

klammor- fästa verktyg eller slangar