Справочни данни за машинни части
Плоски винтови пружини
Плоските винтови пружини се използват като часовников механизъм; те обикновено са затворени в барабан, за да осигурят смазване и да им дадат определени външни размери. В неотговорни случаи се използват спирални пружини и без барабани. Вътрешният край на пружината е прикрепен към навиващата ролка, външният край - към барабана (фиг. 6).
Ефективността на спиралните пружини се определя от съотношението на работата, произведена от пружината по време на разгъване, към работата, изразходвана за нейното навиване.
Ефективност в зависимост от смазването (%):
Рициново масло с графит - 70.4
Моторно масло - 68.6
Чисто рициново масло - 61.2
Без смазване - 60.0
Дебелите пружини трябва да се избягват, тъй като те не работят гладко, което води до пренапрежение на пружинния материал и повреда.
Дебелината s на пружината се избира от условието s ≤ r/15, където r е радиусът на ролката, върху която е навита пружината.
Условието s ≤ r/15 отчита, че най-големите напрежения на огъване се изпитват от първите намотки на пружината към вала.
При изчисляване на пружините също се препоръчва да се придържате към съотношението
където r0 е вътрешният радиус на барабана.
Фиг. 6. Плоска спирална пружина
Изчисляване.Конвенционални обозначения:
g 0 - вътрешен радиус на барабана, mm;
r - радиус на пружинната ролка, mm;
g 1 - външният радиус на навитата пружина, равен на вътрешния радиус на издутата, mm;
s - дебелина на пружината, mm;
ψ - работен брой обороти на барабана;
n1 е броят на завъртанията на свободната пружина (извън барабана);
n е броят на завъртанията на спуснатата пружина (в барабана);
n2 е броят на завъртанията на навитата пружина (в барабана);
np е изчисленият брой навивки на пружината;
L - дължина на разгърнатата пружина, mm;
б-ширина на пружината, mm;
Mmax - максимален момент на пружинния вал, N mm;
Mmin - минимален момент на пружинния вал, N mm;
[ σiz ] - допустимо напрежение на огъване, N/mm 2 ;
E - модул на еластичност, N / mm 2;
η - ефективност в зависимост от смазката.
Формули за изчисляване на плоска спирална пружина:
M max = πEb s 3 n pmax η 6 L;
M max rbs ≤ σ CP ;
M min = πEb s 3 n pmin η 6 L = M max n pmin n pmax ;
b = 6 L M min πE s 3 n pmin η;
L = π r 0 + r 1 n + 2 πr
За пружина с нормално отношение r0/r, т.е. r = r0/3, дължина на пружината
npmin = n-n1 за плоска пружина;
s = 0,157 r0/ ψ ; s ≤ r/15;
29. Спирална плоска пружина от заготовка с правоъгълно сечение със закрепвания към вала и към барабана
1. Модул на еластичност E = . N/mm 2 .
2. Твърдост HRC.
3. Нормално напрежение на огъване (максимално) σ out =. N/mm 2 .
4. Дължината на разгърнатата пружина L = . мм.
5. Броят на завъртанията на пружината в свободно състояние n =.
6. Посоката на спиралата.
7. Други технически изисквания съгласно . (посочва се номерът на нормативния документ).
* Размери за справка.
Величините r0 и ψ обикновено се задават по конструктивни причини.
Работният брой обороти на барабана при изчислението трябва да се увеличи с 0,5. 1,5 за покриване на загубите от триене.
Пример за изчисление.Главната пружина трябва да има: r0 = 21 mm, Mmin = 500 N mm и ψ = 7 оборота.
Материал: стомана с модул на еластичност E = 2,1·10 5 N/mm 2 .
Смазване: рициново масло с графит.
1. Вземаме пружина с нормално отношение r0/r:
r = r0 1/3 = 21/3 = 7 mm.
2. Дебелина на пружината
Като се има предвид триенетов началото и в края на работата добавяме една революция, следователно,
s \u003d 0,157 21/8 \u003d 0,4 mm.
Дебелината на пружината s трябва да бъде по-малка от r/15, т.е. 0,4
3. Броят на завъртанията на спуснатата пружина в барабана
n = 0,255 r0/s = 0,255 21/0,4 = 13,4.
4. Броят на завъртанията на навитата пружина в барабана
30. Спирална плоска пружина от правоъгълна заготовка с огънати куки
Забележка.Изискванията под пролетното изображение са същите като в таблицата. 29.
5. Броят на завъртанията на пружината в свободно състояние (извън барабана) n1 = (0.3-..0.372) n2, приемаме n1 = 0.3 21.6 = 6.5 оборота
6. Дължина на пружината
L \u003d π r 0 1,745 n +0,67 \u003d 3,14 ∙ 21 1,745 13,4 + 0,67 \u003d 1587 mm.
7. Очакван брой завои
n pmax \u003d n 1 - n 2 \u003d 21,6-6,5 \u003d 15;
npmin \u003d n - n 1 \u003d 13,4-6,5 \u003d 7
8. Ширина на пружината
b = 6 M min L π n pmin E s 3 η = 6∙500∙1587 3.14∙7∙2.1∙ 10 5 ∙ 0.4 3 ∙0.704 =24 mm
Ефективността η се приема равна на 0,704 в зависимост от смазката.
Примери за работни чертежи на спирални плоски пружини са дадени в таблица. 29 и 30.
Адрес: България, 450071, Уфа, п.к. 21