Shock Absorber Calculator

Calculate shock absorber energy absorption and model selection.
Shock Absorber Calculator — Calculate shock absorber energy absorption and model selection.

用途

將運動物體撞擊時的動能與附加外力所做的功相加,得到每次循環所需吸收的能量,再乘以動作次數得出每小時吸收能量。同時給出平均減速力,便於與型錄的能量額定值(每次與每小時)對照來選型。

輸入值

m 為運動物體質量(kg),v 為撞擊前瞬時速度(m/s),F 為撞擊全程持續作用的附加外力(N,如氣缸推力或斜面重力分量),s 為減震器行程(mm),動作次數為每小時撞擊次數(次/hr)。無外力時令 F=0。

主要公式

動能 Ek=½mv²;外力能量 Ef=F·(s/1000),s 由 mm 換算為 m。每次能量 E1=Ek+Ef;每小時能量 Ehr=E1×次數。平均減速力 Fmean=2·E1·1000/s(s 單位 mm),按等減速假設取約為平均力兩倍的峰值反力,偏於保守。kgf 換算為 N 除以 9.81。

計算範例

當 m=20kg、v=0.8m/s、外力 F=50N、行程 s=50mm、500 次/hr 時:Ek=½·20·0.8²=6.4J,Ef=50·(50/1000)=2.5J,E1=6.4+2.5=8.9J,Ehr=8.9·500=4450J/hr,Fmean=2·8.9·1000/50=356N(約 36kgf)。故選每次 8.9J、每小時 4450J/hr 以上的型號。無外力參考:m=10kg、v=0.5m/s、s=25mm、300 次/hr 時 E1=1.25J,Ehr=375J/hr,Fmean=100N。

注意事項

此處 v 須為撞擊前的實際速度——勻加速行進距離 L 時,v 是末速度而非平均速度。實際選型應對計算值乘安全係數(一般 1.2~1.5),旋轉體或多關節運動須換算為等效質量。務必同時滿足型錄的單次最大能量與每小時能量額定,僅滿足其一會有發熱與壽命下降之虞。

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