Плоски винтови пружини

Плоските винтови пружини са направени от тънка, висококачествена карбонова лента. Те се използват като часовников механизъм, акумулираща енергия, което е възможно благодарение на високата гъвкавост на лентата, която ви позволява да имате голям ъгъл на въртене на ролката до няколко десетки оборота. Пружините обикновено се поставят в барабан, за да осигурят смазване и да им дадат определени външни размери. В неотговорни механизми се използват спирални пружини и без барабани. Вътрешният край на пружината е прикрепен, като правило, към ролката, а външният край към барабана.

Ефективността на винтовите пружини се определя от съотношението на работата, произведена от пружината по време на разгъване, към работата, изразходвана за навиване, и варира между 0,6-0,7 в зависимост от смазването. Трябва да се избягват пружини с повишена дебелина на лентата, тъй като те не работят гладко, което води до пренапрежение в материала на пружината и до нейното счупване. Дебелината на лентата на пружинатаbтрябва да бъде избрана от условието, , къдетоrе радиусната ролка, върху която е навита пружината. Уравнението на оста на пружинна лента, плътно навита на ролка, в полярни координати, къдетоρ– е текущият полярен радиус, φ е полярният ъгъл. Началният радиус ρ1 съответства на ъгъла φ1. Крайният радиус ρ2 съответства на ъгълаφ2 = φ1 +2n, където n- броят на оборотите на спиралата на пружината е равен на.

Работна дължина на пружинната лентаL= .

Когато краищата на пружината са здраво фиксирани в корпуса и върху ролката, тя се огъва чисто. Напрежение на огъване на лентата, къдетоh– височина на лентата,М– момент на огъване. Оттук и необходимата височина на лентата.

Пълен ъгъл на усукване, къдетоJе инерционният момент на секцията на лентата.

Максималният момент на пружинния вал, къдетоnpе максималният изчислен брой пружинни намотки.nр =n2– n1 , където n2е броят на навивките на навитата пружина в барабана, n1 е броят на навивките на свободната пружина (извън барабана).

Работният брой обороти на барабанаφ при изчисляване трябва да се увеличи с 0,5-1,5 за покриване на загубите от триене.

Минимален момент на пружинния вал, къдетоnp.min = n – n1 ; n – брой навивки на спусната пружина (в барабана).

Извори Белвил

Белвилските пружини са изградени от пръстеновидни конични черупки, наподобяващи плочи без дъно (фиг.а). Съотношението на диаметрите на плочитеD/dе избрано равно на 2-3, а ъгълът на повдигане на образуващата на конуса 2-6 0 . В съответствие с GOST 3957, конусните пружини се произвеждат с външен диаметър 28-300 mm, дебелинаs = 1-20mm, височина на конусаf= 0,6-9mm. Работно натоварване на пружините до 520 kN. Еластичното слягане на пружините се допуска до 0,8f.

Пружините Belleville, имащи малки размери по височина, осигуряват значителни предимства пред другите пружини за големи натоварвания с висока необходима коравина, което определя обхвата на тяхното приложение. На фиг. b показва обичайното изпълнение на пружинния пакет за максимално съответствие. На фиг.впоказва пакет с троен комплект едностранни пружини за увеличен капацитет на натоварване. На фиг.rпакет пружини с междинни шайби, по-активно амортизиращи енергията на вибрациите.

Belleville пружините са щамповани, като правило, от лист от силициева стомана 60S2A. За увеличаване на носещата способност те се компресират чрез повторно закаляване до пълното им изправяне, в резултат на което в тях се появяват остатъчни напрежения с обратен знак.

Точното изчисляване на пружините е доста сложно и те обикновено се избират според таблиците на GOST 3957.

Приблизителна връзка между аксиалната силаРи аксиалното натискλ1на единпружинен елемент, къдетоE и μса модулът на еластичност и коефициентът на Поасон на материала на пружината;

A– коефициент, взет по дадения график.

Най-голямото напрежение на натиск е във вътрешния ръб на пружината.

КоефициентитеK, K0, K1също се вземат по график. Допустимите напрежения съгласно горната формула са избрани много високи, достигайки при статично натоварване за силиконова стомана1600 - 2000 MPa.

---