Kmitání: pružina rezonuje sama v sobě
Ve všech předchozích kapitolách byla pružina beztížná — jen tuhost mezi dvěma konci. Není. Je to rozprostřená hmota na rozprostřené pružině, tedy vlnovod, a vlna po ní běhá sem a tam.
fn = ½·√(k⁄m) m = π²·d²·D·Na·ρ⁄4základní vlastní frekvence mezi dvěma deskami
Když se budicí frekvence přiblíží té vlastní, závity se rozvlní — anglicky surge. Pružina přestane být pružinou, začne být sama zdrojem síly, doraz odskočí a napětí vyskočí nad všechno, co bylo spočítané. U ventilové pružiny je to klasická příčina utržení.
Vlastní frekvence je
383 Hz,
tedy 7,7×
provozní frekvence 50 Hz.
To nestačí — má být aspoň 15 až 20×.
Pružina není bod na konci táhla; je to rozprostřená hmota na rozprostřené pružině a umí kmitat sama v sobě. Když se vlastní frekvence potká s buzením, závity se rozvlní, doraz odskočí a napětí vyskočí nad všechno, co bylo spočítané. Léčí se to zkrácením pružiny, silnějším drátem nebo proměnnou roztečí, která vlastní frekvenci rozmaže.
Pružina není bod na konci táhla; je to rozprostřená hmota na rozprostřené pružině a umí kmitat sama v sobě. Když se vlastní frekvence potká s buzením, závity se rozvlní, doraz odskočí a napětí vyskočí nad všechno, co bylo spočítané. Léčí se to zkrácením pružiny, silnějším drátem nebo proměnnou roztečí, která vlastní frekvenci rozmaže.
Pravidlo, které se dodržuje
Vlastní frekvence má být aspoň 15 až 20× vyšší než budicí. Ne dvakrát, ne pětkrát. Důvod je, že buzení není sinus: vačka, doraz nebo krokový pohon generují ostré hrany, a v nich jsou vyšší harmonické, které by rezonanci vybudily i tehdy, když základní frekvence sedí bezpečně nízko.
Čím se to léčí
- Kratší pružina, méně závitů. fn roste s ubývajícími závity dvakrát: tuhost roste a hmota klesá.
- Silnější drát. k roste s d⁴, hmota jen s d², takže fn roste s d.
- Proměnná rozteč. Různé části pružiny mají různou vlastní frekvenci, takže neexistuje jedno ostré maximum, které by šlo vybudit. Proto mají ventilové pružiny nestejné mezery mezi závity — není to výrobní nepřesnost.
- Tlumení. Vnitřní pružina, plastové pouzdro nebo prostě olej. Řeší následek, ne příčinu, ale funguje.