163 Класификация и характеристика на пружините
Пружините и еластичните елементи се използват в конструкциите като виброизолиращи, амортисьорни, акумулиращи, опъващи, динамометрични и други устройства.
Класификация на пружините:Според вида на възприеманото натоварване биват пружини на опън, натиск, усукване и огъване.
Според геометричната си форма те се наричат: спирални, спираловидни, прави и др.
В зависимост от предназначението на пружината биват: силови (енергоакумулатори или задвижващи), измервателни (еластични чувствителни елементи), ударопоглъщащи и др.
В машиностроенето най-често срещаните
спирални спирални пружиниразтягане,компресия и усукване.
По-рядко използвани специални пружини:
тарелка и пръстен– компресия,
спиралаи прът-усукване;лист (пружини).
а- тарелка;b-кръгъл;v- спирала;r -прът; г - пружина
Обща характеристика на пружините.
Пружините за опънса навити без празнини между намотките с първоначално налягане на намотките, частично компенсиращо външното натоварване. Компенсиращата сила е (0,25. 0,3)Fnp,
къдетоFnpе крайната сила на опън.
За прехвърляне на външното натоварване пружините (диаметър до 3 ... 4 mm) са оборудвани с куки под формата на огънати последни завои. За критични пружини с диаметър над 4 mm често се използват вградени куки, но те са по-малко технологично напреднали.
Натискните пружиниса навити с разстояние между намотките, което трябва да бъде с 10,20% по-високо от аксиалните еластични премествания на всяка намотка при най-голямото външно натоварване.
Торсионните пружиниобикновено са навити с малък ъгъл на повдигане и малки разстояния между намотките (0,5 mm). Те възприемат външното натоварване с помощта на куки, образувани от огъването на крайните завои.
164 Основни параметри на винтовите пружини. Материали.
Индексът на пружината характеризира кривината на намотката. Не се препоръчват пружини с индексС3поради високата концентрация на напрежение в намотките. Избира се в зависимост от диаметъра на жицата.
Основните материалина пружините са специална пружинна тел с висока якост, високовъглеродни стомани, манганова стомана, силициева стомана, хром-ванадиева стомана и др.
За работа в химически активна среда пружините са изработени от цветни сплави.
165 Изчисляване на винтови пружини
Напрежения в сечения и деформации на рулони.
Под действието на аксиалната сила на опънF, напречна силаFи моментMz=FDo/2,, чиято равнина съвпада с равнината на двойката силиF.eno към моментната равнина под ъгъла.
Проекциите на силаFпо оситеx,yиzи моментътTса равни на:
Ъгълът на повдигане на намотките е малък, така че можем да приемем, че напречното сечение на пружината работи само при усукване
Условие за надеждност на силата на пружината:
- максимално напрежение на срязване в сечението
къдетоkе коефициентът, отчитащ кривината на намотките; [] - допустимо напрежение на срязване.
Wk е модулът на сечението на намотката.
За кръгла тел
Аксиално движение на пружината:
където е аксиалното съответствие на пружината.
Къде е аксиалното съответствие на един оборот
Тогава тукG- модул на срязване;Е— модул на еластичност на материала на пружината
Диаметър на телтаза осигуряване на необходимата здравина на пружината
с дадения индексc:
Ако компресионната пружина е монтирана с предварително затягане (натоварване) F1,тогава, в зависимост от предназначението на пружината, силатаf1= (0,1 - 0,5)f2. 7>>20; и до едно завъртане приn> 20.
Общ брой завоиn1 =n+ (1.5. 2).1.5. 2завъртания отиват за създаване на опорни повърхности.
Пълна дължинана ненатоварената пружина: За големи натоварвания и ограничени размери се използват съставни компресионни пружини, като навиването на съседните пружини се извършва в противоположни посоки (ляво и дясно).
За да се предотврати изкривяването наизкълчването на пружинатапри високи стойности наHo/Do, пружината трябва да бъде поставена на дорници или монтирана в ръкави.