Šroubovité pružiny válcové zkrutné.

Výpočet je určen pro geometrický a pevnostní návrh šroubovitých pružin válcových zkrutných z drátů a tyčí kruhového průřezu, namáhaných statickým resp. cyklickým zatížením. Kromě návrhu geometrických a pevnostních parametrů výpočet spolupracuje s CAD systémy. Program řeší následující úlohy:

  1. Automatický návrh pružiny.

  2. Výběr optimální varianty provedení pružiny z hlediska pevnostního, geometrického a hmotnostního.

  3. Statická a dynamická pevnostní kontrola.

  4. Výpočet pracovních sil pružiny známých výrobních a montážních rozměrů.

  5. Výpočet montážních rozměrů pro známé zatížení a výrobní parametry pružiny.

  6. Program obsahuje tabulku běžně používaných pružinových materiálů podle ISO, EN, ASTM/SAE, DIN, BS, JIS a dalších.

  7. Podpora 2D a 3D CAD systémů.

Ve výpočtu jsou použita data, postupy, algoritmy a údaje z odborné literatury a norem EN 13906-3, DIN 2088.

Ovládání a syntaxe.

Informace o syntaxi a ovládání výpočtu naleznete v dokumentu "Ovládání, struktura a syntaxe výpočtů".

Informace o projektu.

Informace o účelu, použití a ovládání odstavce "Informace o projektu" naleznete v dokumentu  "Informace o projektu".

Základní pojmy.

Zkrutná pružina je šroubovitá válcová pružina s přibližně konstantní úhlovou (momentovou) tuhostí, způsobilá přijímat vnější síly působící v rovinách kolmých k ose vinutí kroutícím momentem ve smyslu svinování nebo rozvinování. Vzhledem k funkci pružiny se rozeznávají a označují 4 základní stavy pružin:

Stav pružiny Popis stavu pružiny index
volný pružina není zatížena 0
předpružený pružina je podrobena nejmenšímu pracovnímu zatížení 1
plně zatížený pružina je podrobena největšímu pracovnímu zatížení 8
mezní pružina je podrobena meznímu zatížení 9

 

Výše uvedené indexy jsou ve výpočtu používány k označení jednotlivých parametrů pružiny, příslušejících danému stavu pružiny.

Zkrutná pružina s rameny tangenciálními

Zkrutná pružina s rameny radiálními vyhnutými

Zde použitý výpočet zkrutné pružiny nebere v úvahu vliv opření pružiny o vnitřní nebo vnější vodící součást ani vliv tření, které při tom vzniká. Taktéž není brán v úvahu případný vliv tření mezi závity pružiny.

 Postup návrhu.

Úloha návrhu pružiny není přímo řešitelná a umožňuje značnou volnost ve volbě provedení, rozměrů či zatížení pružiny. Požadovaným vstupním parametrům úlohy může vyhovovat mnoho pružin různých provedení a rozměrů. Je tedy nutné postupovat iteračně a postupně vyhodnocovat jednotlivé provedení pružin. Výpočet řeší tento problém vytvořením tabulky nejvýhodnějších řešení na základě zvoleného kvalitativního měřítka. Postup řešení je uvedený v následujících bodech (v hranatých závorkách je číslo odstavce).

  1. Nastavte provozní parametry pracovního cyklu (způsob zatížení, teplotu a agresivitu pracovního prostředí). [1.1]

  2. Zvolte výrobní a montážní vlastnosti pružiny. [1.6]

  3. Vyberte provedení pracovního [1.11] a opěrného [1.14] ramene pružiny. 

  4. Zvolte odpovídající režim zatížení a nastavte požadovanou míru bezpečnosti. [1.18 - 1.19]

  5. Pro cyklicky zatíženou pružinu nastavte režim cyklického zatížení, požadovanou životnost a míru bezpečnosti. [1.21 - 1.23]

  6. Zvolte vhodný způsob výroby pružiny. [2.1]

  7. Podle doporučených oblastí použití [2.3] vyberte materiál pružiny. [2.2]

  8. Zadejte rozměry silových ramen. [3.1]

  9. Nastavte požadované momenty [3.4] pracovního cyklu.

  10. Zadejte požadovanou úhlovou výchylku pracovního ramene plně zatížené pružiny [3.8] resp. úhel pracovního zdvihu. [3.9]

  11. Nastavte potřebné filtry a okrajové podmínky návrhu pružiny. [3.11]

  12. Zvolte způsob třídění výsledků [3.22] a stiskněte tlačítko pro start návrhového výpočtu. [3.23]

  13. Z tabulky [3.24] vyberte vyhovující řešení.

  14. Zkontrolujte parametry navržené pružiny v kapitole [4].

  15. Jestliže potřebujete "jemně" doladit některé rozměry pružiny, použijte k jejich úpravě některý z doplňkových výpočtů [7,8,9]. Po provedení úprav přeneste výsledky zpět do kapitoly [4] a opětovně zde zkontrolujte, zda pružina vyhovuje všem potřebným kontrolám. [4.39, 4.44, 4.49]

  16. Uložte sešit s navrženým řešením s novým jménem.

Volba režimu zatížení, provozních a výrobních parametrů pružiny. [1]

V tomto odstavci je nutné zadat základní vstupní parametry, charakterizující způsob a režim zatížení, provedení a způsob uložení pružiny a parametry pracovního prostředí.

1.2 Způsob zatížení.

Pro účely výpočtu pružin se rozlišují dva základní způsoby namáhání pružin:

  1. Statické zatížení. 
    Pružiny namáhané staticky se stálou úhlovou výchylkou pracovního ramene nebo s nižší proměnlivostí, tj. s občasnou změnou úhlu ramen s požadavkem životnosti méně než 104 pracovních cyklů.
  2. Cyklické (únavové) zatížení.
    Pružiny namáhané kmitavě (dynamicky), tj. s cyklickými změnami zatížení s požadavkem životnosti od 104 pracovních cyklů výše.

1.3 Pracovní teplota.

Teplota pracovního prostředí ovlivňuje relaxaci pružiny, projevující se snížením síly vyvíjené pružinou při její deformaci na konstantní úhlovou výchylku ramen, závislým na čase. Tuto skutečnost je potřeba zvážit při návrhu pružiny a pro teploty vyšší než 80 °C příslušným způsobem zvýšit míru bezpečnosti u pevnostní kontroly pružiny. Na velikost pracovní teploty je nutno brát zřetel také při výběru materiálu pružiny.

Poznámka: Při zapnutém automatickém návrhu požadované míry bezpečnosti [1.19, 1.23] program s ohledem na vybraný materiál pružiny odhadne a zohlední vliv pracovní teploty do navržené míry bezpečnosti.

1.4 Provozní prostředí.

Vlivem koroze se podstatně snižuje životnost pružin. Zejména u cyklicky (únavově) zatížených pružin má koroze velmi výrazný vliv. Tuto skutečnost je potřeba zvážit při návrhu pružiny a pro korozně agresivní prostředí příslušným způsobem zvýšit míru bezpečnosti u pevnostní kontroly pružiny. Možnost koroze je také nutno zvážit při výběru materiálu pružiny.

Poznámka: Při zapnutém automatickém návrhu požadované míry bezpečnosti [1.19, 1.23] program s ohledem na vybraný materiál pružiny odhadne a zohlední vliv korozní agresivity provozního prostředí do navržené míry bezpečnosti.

1.5 Způsob korekce napětí v ohybu.

U šroubovitých pružin je napětí vznikající v závitu pružiny při daném zatížení počítáno na prostý ohyb pro střední paprsek závitu. Především vlivem zaoblení závitu je však skutečné napětí v krajních vláknech závitu podstatně vyšší. Proto je ve výpočtu napětí korigováno korekčním součinitelem. Jelikož je ale běžně používáno několik různých součinitelů, vyberte prosím ze seznamu korekční součinitel vyhovující vašim lokálním zvyklostem či noremním doporučením.

Poznámka: Z hlediska pevnostní kontroly pružiny dává nejbezpečnější výsledky použití korekčního součinitele dle Göhnera.

1.7 Typ pružiny.

Zkrutné pružiny se vyrábějí ve dvou základních provedeních a to buď s přiléhajícími závity nebo s vůlí mezi závity. Pro staticky zatížené pružiny se přednostně používají pružiny se závity přiléhajícími. U těchto pružin však dochází při pracovní funkci k vzájemnému tření mezi závity, což může způsobit snížení životnosti pružiny. Mimo to přiléhající závity zpravidla brání dokonalému okuličkování pružiny. Proto jsou pro cyklické zatížení s požadavkem životnosti větším než 105 pracovních cyklů používány pružiny vinuté s vůlí mezi závity. Rozteč mezi závity pružiny pak bývá zpravidla v mezích 0.3*D < t < 0.5*D. 

kde:
D - střední průměr pružiny
t - rozteč mezi závity

Poznámka: Pružiny formované za tepla (viz. [2.1]) se obvykle vyrábějí s vůlí mezi závity.

1.8 Směr zatížení  pružiny.

Přednostně se doporučuje konstruovat zkrutné pružiny tak, aby byly zatěžovány ve směru svinování závitu, to jest tak, aby se při přijímání energie svinovaly a při jejím vydávání rozvinovaly. Je-li již technicky nezbytné zatěžovat pružinu proti směru svinování závitů, doporučuje se navrhovat pružinu s vyšší mírou bezpečnosti (cca. o 3-5 %).

Poznámka: Při zapnutém automatickém návrhu požadované míry bezpečnosti [1.19, 1.23] program automaticky zohlední směr zatížení pružiny do navržené míry bezpečnosti.

1.9 Povrchové zpracování pružiny.

Okuličkováním pružiny se zvýší mez únavy v ohybu materiálu pružiny zhruba o 10 až 15 %. To umožňuje u cyklicky namáhaných okuličkovaných pružin snížit spotřebu materiálu na pružinu, zmenšit její rozměry a úložný prostor, zvýšit úhel pracovního zdvihu nebo zvýšit zabezpečení pružiny proti únavovým lomům. Proto se doporučuje uplatnit technický požadavek kuličkování u všech kmitavě namáhaných pružin. Z technologických důvodů se obvykle kuličkují pouze pružiny s průměrem drátu větším než 1 mm.

Poznámka: U staticky zatížených pružin nemá způsob povrchové úpravy pružin podstatný vliv na pevnostní výpočet pružiny. 

1.10 Smysl vinutí závitu.

Přednostně se u pružin používá pravé vinutí (v pravotočivé šroubovici), levé vinutí se používá pouze je-li to technicky nezbytné. 

1.11, 1.14 Provedení pracovního resp. opěrného ramene.

U zkrutné pružiny se moment síly přenáší obvykle rameny. Pracovním ramenem pružiny je myšleno zatěžované rameno, které se během zatěžování pružiny otáčí kolem osy pružiny ve směru působící síly. Opěrné rameno zachovává při zatěžování pružiny svoji pozici.

1.12, 1.15 Typ ramene.

S ohledem na možnost vzniku případných koncentrací napětí by měla mít ramena zkrutné pružiny co nejjednodušší tvar. Základní typy ramen používaných u zkrutných pružin jsou uvedeny v seznamu, odkud vyberte podle následujících obrázku vám vyhovující řešení. Volba provedení ramen pružiny je závislá na požadovaném způsobu uložení pružiny, rozměrech pružiny a požadované vzdálenosti působiště zatížení od osy pružiny, přičemž opěrné a pracovní rameno pružiny nemusí být stejného typu. 

Základní typy ramen:

  1. Rameno přímé tangenciální
  2. Rameno přímé axiální 
  3. Rameno přímé radiální vyhnuté
  4. Rameno přímé radiální vehnuté

Upozornění: Při volbě ramene je potřeba vzít v úvahu skutečnost, že u ramen typu B .. D může docházet ke koncentracím napětí v místě ohybu ramene.

1.13, 1.16 Způsob uchycení ramene.

U ramen volně opřených (zatížených) pouze v jednom bodě dochází při zatížení pružiny k ohnutí ramene. To má za následek zvětšení skutečné pracovní úhlové výchylky ramene. Velikost ohnutí ramene se zvyšuje s rostoucí vzdáleností působiště síly od závitů pružiny (délkou ramene). Při pevném upnutí obou ramen zkrutné pružiny je pracovní úhel dán pouze zkroucením závitů pružiny. Pevným upnutím ramen se zvyšuje přesnost výpočtu a zlepšuje funkce pružiny. Příklady uchycení jsou uvedeny na následujících obrázcích:

Ramena pevně upnutá

Ramena volně opřená 

1.18 Provozní režim staticky zatížené pružiny.

Vyberte takový režim zatížení, který nejlépe odpovídá vašemu zadání. 

  1. Lehký provoz. 
    Plynulé zatížení bez rázů s průběhem podle sinusoidy, zatížení s malými deformacemi nebo nízkou frekvencí, málo nebo zřídka namáhané pružiny s životností do 1000 cyklů. Například pružiny používané v měřících přístrojích, pojistných a bezpečnostních zařízeních, atd.
  2. Středně těžký provoz.
    Plynulé zatížení s menší nebo střední nerovnoměrností, zatížení s normální frekvencí deformací a životností do 104 cyklů. Běžně používané pružiny v strojních produktech či elektrických součástkách.
  3. Náročný provoz.
    Zatížení s velkými rázy, zatížení s vysokou frekvencí deformací nebo prudkou deformací v delších časových periodách, pružiny s požadavkem vysoké životnosti.

1.19 Požadovaná míra bezpečnosti staticky zatížené pružiny.

Minimální přípustný poměr mezi mezním dovoleným napětím v ohybu zvoleného materiálu pružiny a skutečným maximálním pracovním napětím v závitech pružiny resp. v místě ohybu na rameni s8. Pro korozivně neagresivní atmosféru a pracovní teplotu bezprostředního okolí pružiny do 80 °C se s ohledem na průběh a režim zatížení doporučují u zkrutných pružin hodnoty míry bezpečnosti v intervalu 1 .. 1.1. Pružiny pracující za vyšších teplot nebo v agresivním prostředí by měly být navrhovány s vyšší hodnotou bezpečnosti. Taktéž u pružin zatěžovaných proti směru svinování (viz. [1.8]) by měla být při návrhu pružiny uvažována vyšší míra bezpečnosti (cca. o 3-5 %).

Poznámka: Při zaškrtnutí zaškrtávacího políčka je s ohledem na průběh a režim zatížení, provozní podmínky a vybraný materiál pružiny, automaticky navržena (odhadnuta) doporučená hodnota míry bezpečnosti.

1.21 Provozní režim cyklicky zatížené pružiny.

Vyberte takový režim zatížení, který nejlépe odpovídá vašemu zadání.

  1. Plynulé zatížení. 
    Plynulé zatížení bez rázů s průběhem podle sinusoidy.
  2. Zatížení s lehkými rázy.
    Zatížení s menší nebo střední nerovnoměrností, mění-li se průběh zatížení podle křivky podstatně odlišné od sinusoidy.
  3. Zatížení se silnými rázy.
    Pružiny zatížené velkými rázy, s nespojitým průběhem zatížení, pružiny s prudkou deformací v delších či nepravidelných časových intervalech.

1.22 Požadovaná životnost pružiny.

U cyklicky zatížených pružin rozlišujeme dvě oblasti únavového namáhání pružiny. V první oblasti s omezenou životností pružiny (životnost menší než cca. 107 pracovních cyklů) klesá s rostoucím počtem pracovních cyklů únavová pevnost pružiny. V oblasti neomezené životnosti (požadovaná životnost pružiny větší než 107 pracovních cyklů) zůstává již mez únavy materiálu a tedy pevnost pružiny přibližně konstantní. 

1.23 Požadovaná míra bezpečnosti cyklicky zatížené pružiny.

Míra bezpečnosti udává minimální přípustný poměr mezi mezní únavovou pevností v ohybu pružiny a skutečným maximálním pracovním napětím v závitech pružiny resp. v místě ohybu na rameni s8. Pro korozívně neagresivní atmosféru a pracovní teplotu bezprostředního okolí pružiny do 80 °C se s ohledem na průběh a režim zatížení doporučují u zkrutných pružin hodnoty míry bezpečnosti v intervalu 1.05 .. 1.25. Při stanovení míry bezpečnosti je třeba také zvážit vhodnost vybraného materiálu pružiny pro únavové namáhání. U materiálů nevhodných k únavovému namáhání se doporučuje zvětšit požadovanou míru bezpečnosti až o 20 %. Pružiny pracující za vyšších teplot nebo v agresivním prostředí by měly být navrhovány s vyšší hodnotou bezpečnosti. Obzvlášť koroze výrazně snižuje u cyklicky namáhané pružiny její životnost. Taktéž u pružin zatěžovaných proti směru svinování (viz. [1.8]) by měla být při návrhu pružiny uvažována vyšší míra bezpečnosti. Dále je při stanovení míry bezpečnosti třeba zvážit také způsob provedení pružiny [1.7]. U pružin se závity přiléhajícími dochází při pracovní funkci k vzájemnému tření mezi závity, což může způsobit snížení životnosti pružiny.

Poznámka: Při zaškrtnutí zaškrtávacího políčka je s ohledem na provedení pružiny, průběh a režim zatížení, provozní podmínky a vybraný materiál pružiny, automaticky navržena (odhadnuta) doporučená hodnota míry bezpečnosti.

Volba materiálu pružiny. [2]

Tento odstavec slouží k výběru materiálu pružiny. Ihned po výběru materiálu ze seznamu jsou zde zobrazeny všechny informace potřebné pro návrh a výpočet pružiny. Pokud potřebujete podrobnější informace o zvoleném materiálu nebo chcete definovat či upravit svůj vlastní materiál, přepněte se do materiálového listu "Materiál".

2.1 Způsob výroby.

Z výběrového seznamu zvolte požadovaný způsob výroby pružiny. Navíjení za studena se používá pro pružiny běžných rozměrů s průměrem drátu do 16 mm. Formování za tepla se používá pro výrobu vysoce namáhaných pružin větších rozměrů s průměrem drátu přes 10 mm.

Upozornění: Při změně způsobu výroby bude odpovídajícím způsobem nastaven také soubor okrajových podmínek (mezních rozměrů pružiny) definovaný v odstavci [3] na listu "Nastavení".

2.2 Materiál pružiny.

Materiál pružiny vyberte ze seznamu. V seznamu jsou kromě 5 uživatelských materiálů uvedeny vybrané materiály jedné normy. Pokud chcete používat materiály jiné normy, vyberte příslušnou normu ze seznamu norem na listu "Materiál".

2.3 Oblast použití vybraného materiálu.

V tomto odstavci jsou uvedeny informace o doporučeném použití vybraného materiálu. Materiál pružiny by měl být navrhován s ohledem na způsob zatížení pružiny a provozní podmínky. Pokud musíte použít materiál méně vhodný, měla by se tato skutečnost projevit zvýšením míry bezpečnosti při návrhu pružiny (viz. řádek [1.19] resp. [1.23]).

Vlastnosti zvoleného materiálu popisované v řádcích [2.4, 2.6] jsou hodnoceny v pěti stupních (excelentní, výborná ,dobrá, špatná, nevyhovující), relativní pevnost materiálu v řádku [2.5] pak ve třech stupních (vysoká, střední, nízká).

2.9 Mechanické a fyzikální vlastnosti materiálu.

Zde jsou uvedeny všechny parametry materiálu potřebné pro výpočet, nezávislé na průměru použitého drátu.

2.13 Pevnostní charakteristika materiálu.

Tato kapitola obsahuje pevnostní charakteristiky vybraného materiálu, potřebné pro návrh a výpočet pružiny. Údaje charakterizující pevnost materiálu mohou být pro jeden a tentýž materiál odlišné v závislosti na použitém průměru drátu. Proto je velikost zde vypisovaných hodnot závislá na velikosti průměru drátu. [4.9]  

2.16 Mezní únavová pevnost materiálu v ohybu.

Maximální dovolené napětí materiálu pružiny v ohybu při míjivém zatížení a neomezené životnosti.

Návrh pružiny. [3]

Tento odstavec slouží k vlastnímu návrhu pružiny. Úloha návrhu zkrutné pružiny mívá často pro dané vstupní podmínky mnoho různých vyhovujících řešení. Program proto při návrhu pružiny postupuje iteračně a pro dané vstupní podmínky prochází jednotlivá provedení pružiny a na základě zvoleného kvalitativního měřítka vybere sadu nejvýhodnějších řešení. Vybraná řešení jsou pak nabídnuta ve formě setříděné tabulky, odkud si můžete vybrat vám vyhovující návrh. Údaje o vybrané pružině jsou pak ihned promítnuty do kapitoly výsledků. 

3.1 Ramena síly.

V této části jsou zadávána požadovaná silová ramena pružiny. V prvním vstupním sloupci je uváděna požadovaná délka daného silového ramene pružiny, ve druhém pak přípustná odchylka od požadované hodnoty v rozmezí 0-99 %. Má-li navržená pružina přesně vyhovět požadované hodnotě daného parametru, musí být zadána nulová odchylka.

Rameno pracovní síly je vzdálenost působiště síly na pracovním rameně od osy pružiny. Ramenem opěrné síly je myšlena vzdálenost místa uchycení (opření) opěrného ramene od osy pružiny. S ohledem na konstrukční proveditelnost pružiny omezují zadané rozměry silových ramen spolu se zvoleným provedením ramen [1.12, 1.15] zároveň také průměr pružiny. Proto je potřeba dbát na to, aby zadané hodnoty silových ramen nebyly ve vzájemném rozporu popřípadě v rozporu s filtry [3.15, 3.16]. Jsou-li u pružiny obě ramena axiální (typ B), musí být velikost silových ramen shodná (rovna poloměru pružiny) a je tedy zadáváno pouze rameno pracovní síly.

Poznámka: U ramene volně opřeného [1.13, 1.16] je zde, s ohledem nutnosti korekcí pracovních úhlů v průběhu výpočtu (viz. [4.20]), potřeba zadat přesnou hodnotu požadované velikosti silového ramene.
Tip: Není-li délka silových ramen pružiny omezena konstrukčními požadavky, zadejte při prvním návrhu požadované rozměry ramen co nejvolněji. To znamená delší silová ramena u ramen typů A,C resp. kratší u typu D. U navržené pružiny pak upravte délku silových ramen podle průměru pružiny.

3.4 Požadované momenty pracovního cyklu.

Tato část slouží k zadání vstupních údajů, popisujících požadovanou velikost zatížení pružiny v průběhu pracovního cyklu, jímž má navržená pružina vyhovět. V prvním vstupním sloupci je uváděna požadovaná hodnota daného zatížení pružiny, ve druhém pak přípustná odchylka od požadované hodnoty v rozmezí 0-99 %. Má-li navržená pružina přesně vyhovět požadované hodnotě daného zatížení, musí být zadána nulová odchylka. 

3.7 Požadované úhlové výchylky pracovního ramene pružiny.

V této části jsou zadávány požadované hodnoty úhlových výchylek pracovního ramene pružiny, jichž má pružina dosáhnout při pracovním zatížení specifikovaném v odstavci [3.4]. V prvním vstupním sloupci je uváděna požadovaná hodnota úhlové výchylky ramene, ve druhém pak přípustná odchylka od požadované hodnoty v rozmezí 0-99 %. Má-li navržená pružina přesně vyhovět požadované hodnotě daného parametru, musí být zadána nulová odchylka. Pružinu je možno navrhovat buď pro známou (požadovanou) odchylku pracovního ramene plně zatížené pružiny nebo pro požadovaný úhel pracovního zdvihu. Způsob návrhu pružiny, vyhovující požadavkům vašeho zadání, zvolte zapnutím příslušného přepínače umístěného na začátku řádku [3.8] resp. [3.9].

Poznámka: U pružin s volně opřeným (zatíženým) ramenem [1.13, 1.16], kde dochází při zatížení pružiny k ohybu ramene, jsou úhlové výchylky zde zadávané myšleny jako úhlové výchylky korigované (skutečné), viz [4.20, 4.24].  

3.11 Filtry návrhu řešení.

V této části je potřeba specifikovat různé filtry a okrajové podmínky návrhového výpočtu. Jejich nastavením můžete výrazně ovlivnit průběh návrhu pružiny a určit tak rychlost, přesnost a kvalitu návrhu, rozsah a počet vyhovujících řešení a kvalitativní měřítko pro vyhodnocení nejvhodnějších návrhů.

Doporučení: Doporučujeme při návrhu postupné přidávání a zpřísňování okrajových podmínek a filtrů. Snadněji tak zjistíte případné neexistující řešení. 

3.12 Maximální dovolený vnější průměr pružiny.

Potřebujete-li při návrhu pružiny omezit její vnější průměr (má-li být například pružina vedena v pouzdře), zaškrtněte zaškrtávací políčko na začátku řádku a do vstupního pole zadejte maximální přípustnou hodnotu vnějšího průměru pružiny.

3.13 Minimální dovolený vnitřní průměr pružiny.

Potřebujete-li při návrhu pružiny omezit její vnitřní průměr (má-li být například pružina vedena na trnu), zaškrtněte zaškrtávací políčko na začátku řádku a do vstupního pole zadejte minimální přípustnou hodnotu vnitřního průměru pružiny.

3.14 Maximální dovolená délka části pružiny tvořená závity.

Potřebujete-li při návrhu pružiny omezit její délku, zaškrtněte zaškrtávací políčko na začátku řádku a do vstupního pole zadejte maximální přípustnou hodnotu délky části pružiny tvořenou závity (viz. [4.14]).

3.15 Dovolené dělení počtu činných závitů.

Činné závity mění při funkční deformaci (vychýlení ramene) zkrutné pružiny svůj průměr. Při nastavení jemnějšího dělení testuje návrhový výpočet větší počet různých provedení pružiny a může tak navrhnout přesnější a kvalitnější řešení. Na druhé straně tím samozřejmě dochází ke zpomalení návrhového výpočtu pružiny.

Poznámka: Spolu s typem ramen [1.12, 1.15] určuje zvolené dělení počtu závitů úhel mezi rameny volné pružiny d0.

3.16 Dovolené překročení mezních rozměrů pružiny.

Při návrhu pružiny není možné postupovat bez určitých rozměrových omezení. Některé rozměry resp. poměry jednotlivých rozměrů pružiny jsou omezeny doporučenými hodnotami stanovenými jak příslušnými normami, tak i různými výrobci. Vzniká tak soubor okrajových podmínek, které je nutné vzít při návrhu pružiny v úvahu.  

Při striktním dodržení těchto okrajových podmínek může dojít k tomu, že jsou z výsledného návrhu vyřazena některá výhodná řešení, která sice mírně překročí některou ze stanovených mezí, přesto však mohou být ještě přijatelná. Z tohoto důvodu můžete nastavit v tomto řádku filtr návrhového výpočtu, specifikující percentuální dovolené překročení mezních rozměrů pružiny. Získáte tak sice více vyhovujících řešení, na druhou stranu je potřeba vizuálně zkontrolovat vybrané řešení v kapitole výsledků a posoudit přijatelnost případného překročení mezních rozměrů pružin. Překročení mezních rozměrů je v kapitole výsledků signalizováno změnou barvy hodnoty parametru na červenou.

Poznámka: Všechny rozměrové okrajové podmínky použité ve výpočtu jsou uvedeny v kapitole [3.0] v listu "Nastavení", kde je také můžete upravit dle svých požadavků. Pro přechod na příslušnou kapitolu můžete použít tlačítko umístěné vedle vstupní buňky.

3.17 Provádět předběžnou kontrolu namáhání ramen pružiny.

U pružin s opěrným resp. pracovním ramenem typu B .. D (viz. [1.12, 1.15]) dochází v místě ohybu ramene ke koncentracím napětí, která mohou být podstatně vyšší než vypočtené napětí v závitech pružiny. Velikost těchto koncentrací závisí na velikosti poloměru ohybu ramene. Čím menší je poloměr ohybu, tím větší jsou hodnoty špiček napětí v ramenech pružiny. Má-li navržená pružina vyhovovat z hlediska pevnostních požadavků, musí být i případné špičky napětí v ramenech pružiny menší než napětí dovolené. Tento požadavek je nutné vzít v úvahu již při definování vstupních údajů návrhového výpočtu. Jednou z možnosti je zapnout tento filtr. Výpočet pak provádí při návrhu pružiny také předběžnou kontrolu namáhání ramen pružiny a z výsledného návrhu vyjme všechna řešení, která nesplňují příslušné požadavky. 

Nevýhodou tohoto přístupu je skutečnost, že návrhový výpočet může jen stěží navrhnout optimální velikost poloměrů ohybu ramen, na nichž závisí velikost případných špiček napětí (v rámci možností zadání navrhuje výpočet poloměry ohybů ramen o velikosti zhruba dvojnásobku průměru drátu). To může vést k tomu, že budou z výsledného návrhu odstraněna i některá výhodná řešení, u nichž by pro splnění pevnostních kontrol stačilo pouze mírné zvětšení poloměru ohybu ramene. Proto může být někdy výhodnější (zvláště pro zkušené uživatele) navrhovat pružinu bez tohoto filtru a pevnostní kontrolu špiček napětí v místě ohybu na rameni [4.44] následně doladit ručním nastavením poloměrů ohybů v řádku [4.18]. Další možností je navrhovat zkrutnou pružinu, při vypnutí této kontroly, s dostatečně předimenzovanou mírou bezpečnosti [1.19, 1.23], aby byly pokryty i případné koncentrace napětí vznikající v ramenech pružiny.

Poznámka: Tento filtr nemá význam pro pružiny s oběma rameny tangenciálními (viz. [1.12, 1.15] typ A), u nichž ke koncentracím napětí v ramenech nedochází.

3.18 Dodržet požadovanou míru bezpečnosti u pevnostní kontroly.

Pokud je tento filtr řešení nastaven na hodnotu "Ano", budou z výsledného návrhu vyjmuta všechna řešení, u nichž je vypočtená míra bezpečnosti ss menší než požadovaná míra bezpečnosti uvedená v řádku [1.19]. U cyklicky zatížených pružin budou vyjmuta také řešení u nichž je vypočtená míra bezpečnosti sf menší než požadovaná míra bezpečnosti uvedená v řádku [1.23].

Při vypnutém filtru jsou do výsledného návrhu zahrnuta všechna řešení, u nichž jsou vypočtené míry bezpečnosti větší nebo rovné 1. Vzhledem k tomu, že požadované míry bezpečnosti bývají většinou méně či více fundovaným odhadem a pouze zřídka odrážejí přesně stanovenou hodnotu, jejíž překročení by apriori vedlo k porušení pružiny, je pro zkušené uživatele výhodnější tento filtr při návrhu vypnout a míru bezpečnosti navržené pružiny posoudit vizuálně přímo v tabulce návrhu nebo v kapitole výsledků v řádcích [4.39], [4.44] resp. [4.49]. 

Tip: Při vypnutém filtru může být často výhodné nastavit měřítko kvality v řádku [3.19] na hodnotu "Odchylka od požadované míry bezpečnosti". 

3.19 Měřítko kvality.

V tomto řádku je nastavováno kritérium, podle něhož je vyhodnocena kvalita jednotlivých vyhovujících řešení návrhu pružiny. Nejvýhodnější řešení jsou pak uživateli nabídnuta v tabulce. Kvalitativní měřítko vyberte ze seznamu podle následujícího popisu:

  1. Odchylka od požadovaných rozměrů: Pomocí tohoto kritéria získáte řešení, u nichž jsou parametry pracovního cyklu co nejméně odlišné od požadovaných vstupních údajů zadaných v odstavcích [3.1, 3.4, 3.7]. Toto kriterium je vhodné použít tehdy, požadujete-li od návrhu co nejpřesnější dodržení požadovaných parametrů pracovního cyklu.
  2. Minimální váha pružiny: Tímto kritériem vyberete vyhovující řešení s co nejmenší váhou pružiny.
  3. Odchylka od požadované míry bezpečnosti: Při použití tohoto kritéria získáte řešení, u nichž je vypočtená míra bezpečnosti co nejbližší k požadované míře bezpečnosti uvedené v řádku [1.19] u staticky zatížené pružiny, resp. k požadované míře bezpečnosti uvedené v řádku [1.23] pro cyklicky zatížené pružiny. Toto kritérium je výhodné použít zejména tehdy, hledáte-li co nejoptimálnější řešení z hlediska pevnostní kontroly pružiny.
  4. Kombinované: Kombinace všech předchozích měřítek kvality.

V některých případech může být výhodné provést návrh postupně pro všechna kritéria a navržená řešení porovnat.

3.20 Počet iterací návrhu.

Návrhový výpočet pružiny funguje na iteračním principu. V tomto řádku můžete nastavit počet iterací prováděných výpočtem a ovlivnit tak rychlost, přesnost a kvalitu návrhu. Obecně samozřejmě platí čím více iterací, tím pomalejší je výpočet a řešení přesnější. Nicméně při nastavení tohoto řádku je dobré vzít v úvahu i jiná hlediska.

Rychlost návrhu je více než vybraným stupněm počtu iterací ovlivněna výkonností počítače a typem zadání. Stejně tak nemusí nastavení vysokého počtu iterací vždy přinést pro některé typy zadání přesnější řešení. Obecně lze říci, že pro běžné zadání bývá většinou dostačující nastavení nízkého či středního počtu iterací. Použití vysokého počtu iterací má význam pro značně volné zadání, kdy jsou všechny nebo většina parametrů pracovního cyklu v odstavcích [3.1, 3.4, 3.7] zadány s výraznou dovolenou odchylkou a požadovaný průměr pružiny není omezen filtry v řádcích [3.12, 3.13, 3.14].

3.21 Výběr řešení.

Tato část slouží k vlastnímu spuštění návrhového výpočtu a k následnému výběru vyhovující pružiny z tabulky navržených řešení. S ohledem na náročnost návrhu pružiny není možné provádět návrhový výpočet automaticky vždy při změně některého vstupního parametru, jako je tomu u ostatních výpočtů na listu. Návrhový výpočet je spouštěn jednorázově stisknutím tlačítka v řádku [3.23]. O průběhu výpočtu jste informováni v dialogu. 

Po ukončení výpočtu je naplněna a setříděna tabulka navržených řešení a hodnoty nejvýhodnějšího (vybraného) řešení jsou automaticky přeneseny do kapitoly výsledků. Tabulka je tříděna podle kritéria nastaveného v řádku [3.22]. Tabulku navržených řešení je možné znovu kdykoliv setřídit výběrem jiného třídícího kritéria. 

Pokud byl návrhový výpočet neúspěšný a nepodařilo se pro dané zadání nalézt žádné vyhovující řešení, oznámí tuto skutečnost varovným hlášením a tabulku řešení nechá v původním stavu. V následujícím textu jsou uvedeny jednotlivé problémy, ke kterým mohlo dojít, a jejich případné řešení:

3.24 Tabulka navržených řešení.

Význam parametrů v tabulce:

D Střední průměr pružiny
De Vnější průměr pružiny
Di Vnitřní průměr pružiny
d Průměr drátu
n Počet činných závitů
d0 Úhel mezi rameny ve stavu volném
a1 Úhlová výchylka pracovního ramene u předpružené pružiny
a8 Úhlová výchylka pracovního ramene u plně zatížené pružiny
Rf Rameno pracovní síly
M1 Minimální pracovní zatížení
M8 Maximální pracovní zatížení
s8 Napětí plně zatížené pružiny 
ss Míra bezpečnosti staticky zatížené pružiny
sf Míra bezpečnosti cyklicky zatížené pružiny
m Hmotnost pružiny
quality Srovnávací hodnota vyjadřující kvalitu řešení s ohledem na zvolené kvalitativní měřítko [3.22]. 

Čím menší je uvedená hodnota, tím je návrh kvalitnější.

 

Souhrnný výpis parametrů navržené pružiny. [4]

V tomto odstavci jsou pro dané zatížení a rozměry pružiny dopočteny všechny potřebné parametry popisující navrženou pružinu. Vstupní údaje jsou do výpočtu přeneseny z vybraného návrhu pružiny z tabulky řešení [3.24] popřípadě z některého z doplňkových výpočtů [7,8,9]. Pro snadnější vyhodnocení a kontrolu velikostí jednotlivých parametrů pružiny jsou zde pro některé údaje uváděny jejich doporučené mezní hodnoty (ve výpisu uvedeny v zeleném poli). Překročení doporučených hodnot je signalizováno změnou barvy hodnoty parametru na červenou. Kritické hodnoty, které by měly za následek nefunkčnost či porušení pružiny, jsou potom signalizovány změnou barvy celého pole na červenou.

Parametry pružiny jsou ve výpisu rozděleny do odstavců podle stavu pružiny, na konci kapitoly jsou uvedeny výsledky prováděných pevnostních kontrol pružiny. Význam jednotlivých parametrů pružiny je zřejmý z obrázku.

Pokud vznikne potřeba doladit některé parametry navržené pružiny (např. zaokrouhlit navržené rozměry pružiny), použijte k tomuto účelu některý z doplňkových výpočtů. [7,8,9]

4.1 Občerstvení výsledků z vybraného návrhu pružiny.

Stisknutím tlačítka v tomto řádku občerstvíte hodnoty ve výpisu parametrů pružiny údaji z vybraného návrhu pružiny z tabulky řešení [3.24]. 

4.11 Poměr vinutí.

Udává poměr mezi středním průměrem pružiny a průměrem použitého drátu D/d. 

4.14 Délka části pružiny tvořená závity.

Délka pružiny je určena daným počtem závitů a roztečí mezi závity. U pružiny se závity přiléhajícími je zde vypočtená délka hodnotou pouze teoretickou. Vlivem nedokonalého přilehnutí závitů a výrobních tolerancí průměru použitého drátu bývá skutečná délka části pružiny tvořená závity větší o cca. 3-5 %.

Pružina se závity přiléhajícími

Pružina s vůlí mezi závity

 

Poznámka: U pružiny se závity přiléhajícími namáhané ve směru svinování závitů (viz. [1.7, 1.8]) dochází při zatěžování pružiny k růstu její délky. Maximální teoretická délka části pružiny tvořená závity u plně zatížené pružiny je uvedena v řádku [4.29].

4.17 Délka pracovního / opěrného ramene.

S ohledem na konstrukční proveditelnost navrhované pružiny je potřeba při zadávání délky opěrného resp. pracovního ramene pamatovat na to, aby zvolená délka ramene byla dostatečně velká vzhledem k požadované délce ramene opěrné resp. pracovní síly, udané v řádku [4.3]. Nesplnění této podmínky je signalizováno změnou barvy vstupního pole na červenou. U pružin s rameny typu B .. D (viz. [1.12, 1.15]) se dále doporučuje minimální délka ramene jako trojnásobek poloměru ohybu na rameni.

Upozornění: Návrhový výpočet nastaví ramenům pružiny minimální vyhovující délku s ohledem na provedení ramene a velikost silových ramen [4.3]. Reálnou délku ramen je nutné zadat manuálně.  
Poznámka: Délka ramen nemá vliv na vlastní návrh resp. výpočet pružiny. Slouží pouze k určení celkové hmotnosti pružiny a jako podklad pro vykreslení pružiny. 

4.18 Poloměr ohybu na pracovním / opěrném rameně.

U pružin s opěrným resp. pracovním ramenem typu B .. D (viz. [1.12, 1.15]) dochází v místě ohybu ramene ke koncentracím napětí, které mohou být podstatně vyšší než vypočtené napětí v závitech pružiny. Velikost těchto koncentrací závisí na velikosti poloměru ohybu ramene. Čím menší je poloměr ohybu, tím větší jsou hodnoty špiček napětí v ramenech pružiny. Má-li navržená pružina vyhovovat z hlediska pevnostních požadavků, musí být i případné špičky napětí v ramenech pružiny menší než napětí dovolené. Proto je potřeba po zadání poloměru ohybu zkontrolovat navrhovanou pružinu v části [4.44].

Poznámka: U zkrutných pružin se nedoporučuje používat poloměr ohybu menší než průměr drátu.

4.20, 4.24 Úhlová výchylka pracovního ramene / korigovaná.

Úhlová výchylka (natočení) pracovního ramene a závisí teoreticky pouze na momentové tuhosti pružiny a je dána zkroucením závitů pružiny vlivem působení pracovní síly. Ve skutečnosti však toto platí pouze u pružin s pevně upnutými rameny (viz. [1.13]). 

U pružin s jedním nebo oběma rameny volně opřenými dochází působením pracovní síly k přídavnému ohybu ramene. Skutečná (korigovaná) úhlová výchylka aC je pak oproti teoretické hodnotě větší o úhel daný ohybem ramene. Velikost ohnutí ramene se zvyšuje s rostoucí vzdáleností působiště síly od závitů pružiny (délkou ramene).

Poznámka: U pružin s pevně upnutými rameny se korekce úhlové výchylky neprovádí, tudíž tento údaj nemá pro výpočet žádný význam.

4.28 Maximální vnější / minimální vnitřní průměr pružiny.

Při funkční deformaci (vychýlení ramene) zkrutné pružiny mění činné závity svůj průměr. U pružin zatěžovaných ve směru svinování závitů (viz. [1.8]) se průměr zmenšuje u pružin zatěžovaných proti směru se průměr zvětšuje. Má-li být pružina vedena na čepu nebo v pouzdře, je důležité znát maximální vnější resp. minimální vnitřní průměr plně zatížené pružiny.

4.29 Maximální teoretická délka části pružiny tvořená závity.

U pružiny se závity přiléhajícími, namáhané ve směru svinování závitů (viz. [1.7, 1.8]), dochází při zatěžování pružiny k růstu její délky. Maximální délky je pak dosaženo u plně zatížené pružiny. Zde uvedená délka je hodnotou pouze teoretickou. Vlivem nedokonalého přilehnutí závitů a výrobních tolerancí průměru použitého drátu bývá skutečná délka části pružiny tvořená závity větší o cca. 3-5 %.

4.39 Pevnostní kontrola pružiny.

Pevnostní kontrola zkrutné pružiny je prováděna srovnáním mezního dovoleného napětí v ohybu zvoleného materiálu [4.42] s korigovaným napětím pružiny v plně zatíženém stavu [4.41]. Má-li navržená pružina pevnostní kontrole beze zbytku vyhovět, musí být výsledná míra bezpečnosti [4.43] větší nebo rovna požadované míře bezpečnosti [1.19].

4.40 Korekční součinitel napětí v ohybu.

Napětí vznikající v závitu pružiny při daném zatížení je počítáno na prostý ohyb pro střední paprsek závitu. Především vlivem zaoblení závitu je však skutečné napětí v krajních vláknech závitu podstatně vyšší. Proto je ve výpočtu napětí korigováno korekčním součinitelem (viz. řádek [1.5]). 

4.44 Kontrola napětí v místě ohybu na rameni.

U pružin s opěrným resp. pracovním ramenem typu B .. D (viz. [1.12, 1.15]) dochází v místě ohybu ramene ke koncentracím napětí, které mohou být podstatně vyšší než vypočtené napětí v závitech pružiny. Velikost těchto koncentrací závisí na velikosti poloměru ohybu ramene [4.18]. Čím menší je poloměr ohybu, tím větší jsou hodnoty špiček napětí v ramenech pružiny. Pevnostní kontrola pružiny je pak prováděna srovnáním mezního dovoleného napětí v ohybu zvoleného materiálu [4.47] s max. napětím v místě ohybu na rameni plně zatížené pružiny [4.46]. Má-li navržená pružina pevnostní kontrole beze zbytku vyhovět, musí být výsledná míra bezpečnosti [4.48] větší nebo rovna požadované míře bezpečnosti [1.19]. Dochází-li ke koncentracím napětí v obou ramenech pružiny, je kontrolováno rameno s nepříznivějším průběhem napětí.

4.49 Pevnostní kontrola cyklicky zatížené pružiny.

Pevnostní kontrola cyklicky zatížené zkrutné pružiny je prováděna srovnáním maximální únavové pevnosti materiálu stanovené pro daný průběh zatížení [4.52] s korigovaným napětím v závitech resp. v místě ohybu na rameni plně zatížené pružiny [4.50, 4.51]. Má-li navržená pružina pevnostní kontrole beze zbytku vyhovět, musí být výsledná míra bezpečnosti [4.53] větší nebo rovna požadované míře bezpečnosti [1.23]. I u cyklicky zatížené pružiny musí být samozřejmě splněny podmínky "statické" pevnostní kontroly [4.39, 4.44].

Poznámka: Podrobněji je pevnostní kontrola cyklicky zatížené pružiny uvedena v kapitole [6].

4.52 Únavová pevnost pružiny pro daný průběh zatížení. 

Maximální únavová pevnost pružiny je stanovena na základě mezní únavové pevnosti zvoleného materiálu a daného průběhu zatížení pružiny z příslušného Goodmanova únavového diagramu.

Parametry navržené pružiny pro specifické pracovní zatížení. [5]

Tento odstavec slouží k výpočtu parametrů pružiny (navržené v odstavci [4]), nacházející se ve specifickém pracovním stavu. Odstavec [5.1] je určen pro výpočet úhlové výchylky pracovního ramene pružiny aX namáhané danou pracovní silou Fx. Odstavec [5.6] umožňuje zjistit pracovní sílu resp. moment potřebný ke zkroucení pracovního ramene pružiny na danou úhlovou výchylku aX.

Kontrola únosnosti cyklicky zatížené pružiny. [6]

V tomto odstavci jsou uvedeny parametry pevnostní kontroly cyklicky zatížené pružiny. Kontrola cyklicky zatížené pružiny je prováděna srovnáním maximální únavové pevnosti použitého materiálu stanovené pro daný průběh zatížení [6.8] s korigovaným napětím v závitech resp. v místě ohybu na rameni plně zatížené pružiny [6.3]. Má-li navržená pružina pevnostní kontrole beze zbytku vyhovět, musí být výsledná míra bezpečnosti [6.9] větší nebo rovna požadované míře bezpečnosti [1.23].

6.1 Korekční součinitel napětí v ohybu.

Pro účely pevnostní kontroly cyklicky zatížené pružiny je napětí pružiny korigováno větším z korekčních součinitelů v řádcích [4.40, 4.45].

Poznámka: U pružiny s tangenciálními rameny (viz. [1.12, 1.15] typ A) nedochází v ramenech ke koncentracím napětí, tudíž je korekční součinitel napětí v ohybu shodný s korekčním součinitelem z řádky [4.40]. 

6.6 Mezní únavová pevnost materiálu v ohybu.

Maximální dovolené napětí materiálu pružiny v ohybu při míjivém zatížení a neomezené životnosti.

6.8 Únavová pevnost pružiny pro daný průběh zatížení. 

Maximální únavová pevnost pružiny je stanovena na základě mezní únavové pevnosti zvoleného materiálu a daného průběhu zatížení pružiny z příslušného Goodmanova únavového diagramu.

Kontrolní výpočet pružiny. [7]

V tomto odstavci je umístěn první z doplňkových výpočtů. Tento výpočet má tři funkce.

  1. Výpočet parametrů pružiny známých rozměrů.
    Po zadání známých silových ramen pružiny a parametrů pracovního cyklu v oddíle [7.2] a rozměrů pružiny v řádcích [7.9, 7.11, 7.16, 7.21] jsou automaticky dopočteny ostatní parametry pružiny a provedena pevnostní kontrola. Údaje o vypočtené pružině můžete přenést stisknutím tlačítka v řádku [7.30] do kapitoly výsledků [4], kde jsou dopočteny některé další parametry pružiny a případně provedena pevnostní kontrola u cyklicky zatížené pružiny.  Pro tuto funkci výpočtu musí být vypnuta zaškrtávací políčka umístěná v řádcích [7.11, 7.21]. 
  2. Úprava a doladění parametrů pružiny navržené návrhovým výpočtem.
    Stejně jako ostatní dva doplňkové výpočty je možné využít tento výpočet k jemnému doladění parametrů pružiny (např. zaokrouhlení rozměrů pružiny) navržené pomocí návrhového výpočtu v kapitole [3]. Údaje o navržené pružině přenesete do výpočtu stisknutím tlačítka v řádku [7.1]. Během provádění úprav jste informováni o případném překročení doporučených hodnot některého z parametrů pružiny změnou barvy hodnoty tohoto parametru na červenou. Upravené údaje přenesete zpět do kapitoly výsledků [4] pomocí tlačítka v řádku [7.30]. Doporučuje se zkontrolovat vizuálně v kapitole výsledků, zda upravená pružina vyhovuje všem potřebným kontrolám. Během výpočtu musí být vypnuta zaškrtávací políčka umístěná v řádcích [7.11, 7.21].
  3. Manuální návrh pružiny.
    Tento výpočet umožňuje zkušenějším uživatelům navrhnout pro dané parametry pracovního cyklu pružinu manuálně. Při návrhu se doporučuje postupovat v pořadí: průměr pružiny, průměr drátu, počet závitů pružiny [7.9, , 7.11, 7.21]. Po zadání jednoho parametru jsou automaticky dopočteny doporučené hodnoty parametrů následujících. Při návrhu je výhodné u těchto parametrů zapnout zaškrtávací políčka. Program pak automaticky navrhuje dané parametry na základě změny výše umístěného parametru. Pro usnadnění návrhu jsou vstupní pole průměru pružiny a počtu závitů doplněna posuvnými pásy, které urychlí zadávání a změnu hodnot těchto parametrů. V průběhu návrhu jste informováni o případném aktuálním překročení doporučených hodnot některého z parametrů pružiny změnou barvy hodnoty tohoto parametru na červenou. Údaje o navržené pružině můžete přenést pomocí tlačítka v řádku [7.30] do kapitoly výsledků [4], kde jsou dopočteny některé další parametry pružiny a případně provedena pevnostní kontrola u cyklicky zatížené pružiny. 
Poznámka: Po případném přenesení výsledků do kapitoly [4] je následně potřeba, pro kompletní popis pružiny, zadat v řádku [4.17] délky ramen pružiny. 

Výpočet pracovních sil pružiny. [8] 

Výpočet umístěný v tomto odstavci má dvě funkce.

  1. Výpočet pracovních sil u pružiny známých rozměrů. 
    Po zadání parametrů pracovního cyklu v oddíle [8.2] a rozměrů pružiny v řádcích [8.7, 8.8, 8.11] jsou automaticky dopočteny pracovní momenty potřebné k otočení pracovního ramene pružiny o požadované úhly. Po zadání silových ramen v řádku [8.20] jsou dále dopočteny síly vyvinuté pružinou a provedena základní pevnostní kontrola. U pružiny s rameny typu B .. D (viz. [1.12, 1.15]) je pro úplnou kontrolu pružiny nutno specifikovat v řádku [8.25] velikost poloměru ohybu na pracovním resp. opěrném rameně. Údaje o vypočtené pružině můžete přenést stisknutím tlačítka v řádku [8.29] do kapitoly výsledků [4], kde jsou dopočteny některé další parametry pružiny a případně provedena pevnostní kontrola u cyklicky zatížené pružiny.
  2. Úprava a doladění parametrů pružiny navržené návrhovým výpočtem.
    Stejně jako ostatní dva doplňkové výpočty je možné využít tento výpočet k jemnému doladění parametrů pružiny (např. zaokrouhlení rozměrů pružiny) navržené pomocí návrhového výpočtu v kapitole [3]. Údaje o navržené pružině přenesete do výpočtu stisknutím tlačítka v řádku [8.1]. Během provádění úprav jste informováni o případném překročení doporučených hodnot některého z parametrů pružiny změnou barvy hodnoty tohoto parametru na červenou. Upravené údaje přenesete zpět do kapitoly výsledků [4] pomocí tlačítka v řádku [8.29]. 
Poznámka: Po případném přenesení výsledků do kapitoly [4] je následně potřeba, pro kompletní popis pružiny, zadat v řádku [4.17] délky ramen pružiny.

Výpočet pracovních úhlů pružiny. [9]

Výpočet umístěný v tomto odstavci má dvě funkce.

  1. Výpočet parametrů pružiny známých rozměrů pro dané zatížení. 
    Po zadání silových ramen a zatížení pružiny v oddíle [9.2] a rozměrů pružiny v řádcích [9.7, 9.8, 9.11] jsou automaticky dopočteny ostatní parametry pružiny a provedena základní pevnostní kontrola. U pružiny s rameny typu B .. D (viz. [1.12, 1.15]) je pro úplnou kontrolu pružiny nutno specifikovat v řádku [9.24] velikost poloměru ohybu na pracovním resp. opěrném rameně. Údaje o vypočtené pružině můžete přenést stisknutím tlačítka v řádku [9.28] do kapitoly výsledků [4], kde jsou dopočteny některé další parametry pružiny a případně provedena pevnostní kontrola u cyklicky zatížené pružiny.
  2. Úprava a doladění parametrů pružiny navržené návrhovým výpočtem.
    Stejně jako ostatní dva doplňkové výpočty je možné využít tento výpočet k jemnému doladění parametrů pružiny (např. zaokrouhlení rozměrů pružiny) navržené pomocí návrhového výpočtu v kapitole [3]. Údaje o navržené pružině přenesete do výpočtu stisknutím tlačítka v řádku [9.1]. Během provádění úprav jste informováni o případném překročení doporučených hodnot některého z parametrů pružiny změnou barvy hodnoty tohoto parametru na červenou. Upravené údaje přenesete zpět do kapitoly výsledků [4] pomocí tlačítka v řádku [9.28].
Poznámka: Po případném přenesení výsledků do kapitoly [4] je následně potřeba, pro kompletní popis pružiny, zadat v řádku [4.17] délky ramen pružiny. 

Grafický výstup, CAD systémy.

Informace o možnostech 2D a 3D grafického výstupu a informace o spolupráci se 2D a 3D CAD systémy naleznete v dokumentu "Grafický výstup, CAD systémy".

Nastavení, změna jazyka.

Informace o nastavení parametrů výpočtu a nastavení jazyka naleznete v dokumentu "Nastavení výpočtů, změna jazyka".

Dodatky - Tento výpočet:

3.0 Mezní rozměry pružiny.

Při návrhu pružiny není možné postupovat bez určitých rozměrových omezení. Některé rozměry resp. poměry jednotlivých rozměrů pružiny jsou omezeny doporučenými hodnotami stanovenými jak příslušnými normami (viz. například DIN 2088), tak i různými výrobci. Vzniká tak soubor okrajových podmínek, které je nutné vzít při návrhu pružiny v úvahu. 

Proto mohou být používány odlišné doporučené hodnoty mezních rozměrů pružiny, a vy je můžete v tomto odstavci upravit dle svých požadavků. V prvním sloupci jsou u jednotlivých parametrů zadávány minimální hodnoty, ve sloupci druhém hodnoty maximální. Při nastavení volnějších okrajových podmínek (snížením minimálních resp. zvětšením maximálních hodnot) vybírá program při návrhu pružiny z širšího oboru vyhovujících řešení. Tím zvýšíte možnost nalezení kvalitnějšího řešení. Na druhou stranu se vystavujete riziku, že vámi navrženou pružinu nebude zvolený dodavatel ochoten vyrobit.

Pokud nemáte na mezní rozměry pružiny zvláštní požadavky, použijte předdefinované nastavení. Stisknutím tlačítka v řádku [3.7] nastavíte do vstupních polí implicitní hodnoty, odpovídající souboru okrajových podmínek pro běžně dodávané pružiny.

Poznámka: Ve vlastním výpočtu je překročení mezních rozměrů signalizováno v kapitole výsledků změnou barvy hodnoty parametru na červenou.

3.1 Poměr vinutí

Udává poměr mezi středním průměrem pružiny a průměrem použitého drátu D/d. Dle DIN 2088 uváděn dovolený poměr vinutí v intervalu 4 až 20.

3.2 Maximální vnější průměr pružin

Dle DIN 2088 maximálně 360 mm.

3.3 Maximální poměr délky a průměru pružiny

Normou není předepsáno, u běžně vyráběných pružin obvykle LK<10*D. 

3.4 Maximální délka pružiny

Dle DIN 2088 maximálně 630 mm. 

3.5 Poměr rozteče mezi závity a průměru pružiny

Normou není předepsáno, u běžně vyráběných pružin s vůlí mezi závity obvykle 0.3*D < t < 0.5*D. 

Poznámka: Tato okrajová podmínka má význam pouze pro zkrutné pružiny s vůlí mezi závity (viz. [1.7]). 

3.6 Minimální počet činných závitů

U zkrutných pružin předepsány dle DIN 2088 minimálně 2 činné závity.

Uživatelské úpravy výpočtu.

Všeobecné informace o tom, jak je možné měnit a rozšiřovat sešity výpočtu, jsou uvedeny v dokumentu "Úpravy sešitu (výpočtu)".

Dodatky - Tento výpočet:

U výpočtu pružin nelze pomocí úprav a změn v sešitu zasáhnout do návrhového výpočtu pružiny. S ohledem na náročnost úlohy návrhu pružiny je tento výpočet implementován jako vnitřní funkce sešitu.