Stötdämpare

Idag hämtade jag ut stötdämparna som vi tänkt kanske skulle funka på jetskotern. Billiga Kina-grejer, men det kändes inte som det var läge att köpa Öhlinare till ett experiment.

Tyvärr så säger Maxvikt: 980 lbs i princip ingenting om stötdämparens egenskaper, och mer info fanns inte heller att få. Därför får vi ta reda på dessa data själv.

Som vanligt så blir de fakta jag försöker förmedla här rent teoretiska. I ”verkligheten” så finns det säkerligen massor av andra faktorer att ta hänsyn till när man ska välja en stötdämpare. Dock så finns det några grundläggande saker som jag tycker att man rimligtvis borde känna till.

En stötdämpare har två funktioner:
1. Att fjädra
2. Att dämpa

Dessa både funktioner mäter man.

Fjädern
Fjäderns ”styrka” mäter man i N/m, d.v.s. Newton per meter. Den kraft som krävs för att komprimera (eller för den delen dra isär) fjädern är (mer eller mindre) proportionell mot sträckan den komprimeras (eller dras isär).
Med andra ord, om det åtgår 1000N för att trycka ihop fjädern 1cm så åtgår det 2000N för att trycka ihop den 2cm.

Vad är då fjäderkonstanten? Jo 1000/0,01 = 100000N/m eller 100kN/m.

Detta gäller såklart en ideal fjäder, men en bra spiralfjäder ligger nog riktigt bra till inom det tänkta arbetsområdet. Sen finns det ju progressiva fjädrar och det är ju en annan femma.

Dämparen
En dämpare dämpar en rörelse. Det finns lägen då odämpade rörelser är precis vad man vill ha, men hjulupphängningar hör inte dit.
Det här klippet visar, trots den kassa bilden, rätt tydligt ungefär vad odämpade hjulupphängningar leder till:

Det vill säga i värsta fall en näst intill okontrollerbar svängning, vilket förstås är livsfarligt.
Utan dämpare
Alla fjädrar har en egenfrekvens, d.v.s. den frekvens i svängningar per sekund (anges oftast i Hz eller Hertz) som den svänger med om man ”sätter igång” den.
Den frekvensen är en barnlek att räkna ut om man känner till fjäderkonstanten (k) och den massa (m) som hänger i fjädern.

T är den tid (i sekunder) det tar för fjädern att göra en svängning. Frekvensen (F) räknar man ut genom att dela 1 med T:
F=1/T

Låt säga att vi hänger en vikt på 100kg i änden av fjädern i exemplet ovan (fjäderkonstanten 100000N/m):
=~0,199 sekunder
eller
1/0,199=~5Hz

Med dämpare
Om man inte vill ha en självsvängande rörelse så använder man även en dämpare.
Dämparen dämpar fjäderns rörelse, t.ex. med en kolv som rör sig i en vätske-/gasfylld behållare.

Dämparens egenskaper kommer vi inte att mäta ut. Vi mäter upp fjädern (d.v.s. fjäderkonstanten), och litar på att dämparen går att justera så pass att vi klarar oss. Vill man gå mer på djupet i detta ämne så är det bara att Googla ”Harmonisk oscillator”.

Eller kolla in denna simulator. C är dämpningen angiven i kg/s. Prova att sätta C till 0 och sedan sätta fart på svängningen genom att ställa om x0. Öka sedan dämpningen (c) successivt för att se hur rörelsen dämpas (utan att påverka dess frekvens).
Öka massan (m) och frekvensen sänks. Öka fjäderkonstanten (k) och frekvensen ökar.

Värt att tillägga är att alla fjädrar har en viss ”inbyggd” dämpning, och det är ju därför de inte fortsätter självsvänga i evighet om man sätter fart på den. Hmm, ja luften runt omkring dämpar ju lite också. Nu kommer vi in på petitesser…

Hur ska vi mäta då?

När jag köpte min 10kN-lastcell från Load Indicator för ett par år sedan så undrade jag om jag kastade pengarna i sjön. Nu med facit på hand så har jag fått användning för den flera gånger, och även denna gång.

Tanken är att bygga en enkel rigg där jag kan trycka ihop stötdämparen i en hydraulisk press och mäta kraften med lastcellen samt ihoptryckningen med lämpligt mätdon, t.ex. en indikatorklocka eller ett höjdskjutmått. Snodde ihop riggen nu under kvällen. Saknas bara fäste för lastcellen innan man kan skrida till verket.