admin / 25.03.2019

Что такое пружина?

Виды пружин

Витая цилиндрическая пружина сжатия Тарельчатые пружины Место установки тарельчатых пружин

По виду воспринимаемой нагрузки:

  • пружины сжатия;
  • пружины растяжения;
  • пружины кручения;
  • пружины изгиба.

Пружины растяжения — рассчитаны на увеличение длины под нагрузкой. В ненагруженном состоянии обычно имеют сомкнувшиеся витки. На концах для закрепления пружины на конструкции имеются крючки или кольца.

Пружины сжатия — рассчитаны на уменьшение длины под нагрузкой. Витки таких пружин без нагрузки не касаются друг друга. Концевые витки поджимают к соседним и торцы пружины шлифуют. Длинные пружины сжатия, во избежание потери устойчивости, ставят на оправки или стаканы. Волновые пружины, навитые из синусоидальной металлической ленты, отличаются более высокой устойчивостью благодаря соприкасающимся вершинам волн соседних витков.

Также пружина Бурдона — трубчатая пружина в манометрах для измерения давления, играющая роль чувствительного элемента.

Витки пружин растяжения-сжатия под действием постоянной по величине силы испытывают напряжения двух видов: изгиба и кручения.

Пружина изгиба — применяется для передачи упругих деформаций при незначительных изменениях геометрических размеров пружины или пакета пружин (рессоры, тарельчатые пружины).Они имеют разнообразную простую форму ( торсионы, стопорные кольца и шайбы, упругие зажимы, элементы реле и т.п.)

Пружины кручения — могут быть двух видов:

  • торсионные — стержень, работающий на кручение (имеет большую длину, чем витая пружина)
  • витые пружины, работающие на кручение (как в бельевых прищепках, в мышеловках и в канцелярских дыроколах).

По конструкции:

  • витые цилиндрические (винтовые);
  • витые конические (амортизаторы);
  • спиральные (в балансе часов);
  • плоские;
  • пластинчатые (например, рессоры);
  • тарельчатые;
  • волновые;
  • торсионные;
  • жидкостные;
  • газовые.

Теория

С точки зрения классической физики, пружину можно рассматривать как устройство, накапливающее потенциальную энергию путём изменения расстояния между атомами эластичного материала.

В теории упругости законом Гука установлено, что растяжение эластичного стержня пропорционально приложенной к нему силе, направленной вдоль его оси. В реальности этот закон выполняется не точно, а только при малых растяжениях и сжатиях. Если напряжение превышает определённый предел (предел текучести) в материале наступают необратимые нарушения его структуры, и деталь разрушается или получает необратимую деформацию. Следует отметить, что многие реальные материалы не имеют чётко обозначенного предела текучести, и закон Гука к ним неприменим. В таком случае, для материала устанавливается условный предел текучести.

Витые металлические пружины преобразуют деформацию сжатия/растяжения пружины в деформацию кручения материала из которого она изготовлена, и наоборот, деформацию кручения пружины в деформацию растяжения и изгиба металла, многократно усиливая коэффициент упругости за счёт увеличения длины проволоки противостоящей внешнему воздействию. Волновые пружины сжатия подобны множеству последовательно/параллельно соединённых рессор, работающих на изгиб.

Винтовые пружины

Наиболее широко из упругих элементов в приборо- и машиностроении используются винтовые пружины. Она просты и компактны по конструкции, надежны в работе. Их изготавливают путем холодной и горячей навивки проволоки с круглым, квадратным или прямоугольным поперечным сечением на специальные оправки.

По форме оправки винтовые пружины делятся на цилиндрические, конические и параболоидные, по виду нагружения — на пружины растяжения (рис. 3, а), сжатия (рис. 3, б, в) и кручения (рис. 3, г).

Основными размерами винтовых пружин являются: диаметр проволоки d; наружный диаметр D; средний диаметр витка пружины Dср; шаг витков t; число витков i; длина пружины в свободном (ненагруженном) состоянии Н (для пружин сжатия и растяжения); индекс пружины c = Dср / d.

Рис. 3

С увеличением индекса с жесткость пружины снижается. Рекомендуется принимать индекс с = 16 … 8 при d < 0,4 мм; с = 12 … 6 при d = 0,4 … 2 мм и с = 10 … 4 при d > 2 мм.

Расчет пружины заключается в определении диаметра проволоки d, диаметра пружины D и числа витков i по заданной внешней нагрузке F и рабочему ходу f пружины.

Пружины растяжения навиваются с соприкасающимися витками (t = d). Изготавливают такие пружины двух видов: витки, соприкасаясь, не давят друг на друга, и витки, соприкасаясь, создают межвитковое давление. В последнем случае при навивке пружины проволоку скручивают вокруг ее оси. Пружина приобретает некоторое предварительное натяжение и начинает растягиваться только после приложения к ней нагрузки, большей предварительного натяжения.

Рис. 4

Крайние витки пружин растяжения отогнуты и служат зацепами (рис. 4). Зацепы, часто являющиеся наиболее слабым местом пружины, имеют в зависимости от способа крепления различные формы. При растяжении зазоры между витками увеличиваются.

Пружины сжатия (см. рис. 3, б, в) изготавливают с зазором между витками. Крайние витки пружины всегда поджимают к соседним виткам и прошлифовывают по плоскости, перпендикулярной продольной оси. Это обеспечивает легкую установку пружины на опорной плоскости и центральное, т.е. строго по оси пружины, направление сжимающей нагрузки. Чтобы предотвратить возможную потерю устойчивости (выпучивание) пружины при соотношениях размеров Н / D >3, ее рекомендуют устанавливать в направляющем стакане или на стержне. Цилиндрические винтовые пружины сжатия получили наибольшее распространение, так как их форма сочетается с формой валиков, стаканов и других тел вращения. Винтовые конические пружины (см. рис. 3, в) обладают более высокой устойчивостью, в сжатом состоянии имеют минимальную высоту, но ввиду сложности изготовления применяются редко. Коническая пружина может сжиматься до размера, равного толщине проволоки, так как при сжатии виток входит в виток с небольшим зазором.

Пружины сжатия мало чувствительны к перегрузкам. Витки пружины при перегрузке полностью сжимаются, и пружина принимает вид жесткого цилиндра. Конические пружины сжатия применяют, если необходима нелинейная упругая характеристика.

Если при проектировании механизмов задача может быть решена путем применения пружины растяжения или пружины сжатия, то предпочтение отдают последней. При этом получают следующие преимущества: более простую конструкцию, чем у пружины растяжения; не требуются ограничители больших деформаций; поломка одного витка не ведет к мгновенному отказу механизма.

Винтовые пружины растяжения — сжатия имеют обычно линейную характеристику. При расчетных нагрузках материалы таких пружин работают в пределах упругих деформаций. Для устойчивости против вибрации и толчков винтовым пружинам в процессе сборки сообщается начальное нагружение F0, т.е. пружину устанавливают в несколько растянутом или сжатом на величину f0 состоянии.

Расчет цилиндрических винтовых пружин растяжения-сжатия выполняют по условиям прочности витков на кручение. Сортамент, механические свойства стальных углеродистых проволок, используемых для изготовления пружин, приведены в справочниках. Величину допускаемого напряжения материала при сдвиге (кручении) принимают ориентировочно при статической и пульсирующей нагрузке соответственно

adm = 0,4ut; adm = 0,2ut, (5)

где ut — предел прочности проволоки при растяжении.

Условие прочности в поперечных сечениях витков пружины

, (6)

где T = (Fmax Dср) / 2 — крутящий момент; Fmax — максимальная нагрузка на пружину; Wp = d3 / 16-полярный момент сопротивления поперечного сечения витка; — коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений на поверхности витка и зависящий от величины индекса пружины с (с = Dср / d); d, Dср — соответственно диаметр проволоки и средний диаметр пружины.

Из уравнения (10.6) диаметр проволоки пружины равен

(7)

или . (8)

Исходными данными при расчете пружины являются начальная F0 и максимальная Fmax нагрузки, рабочая деформация fp и характеристики проволоки: модуль упругости G и допускаемое напряжение adm при сдвиге.

Расчет осуществляется в следующем порядке:

1. Выбирают индекс пружины в пределах с = 4 … 16.

2. По формуле (10.7) определяют диаметр проволоки. Значение d принимают ближайшее большее по сортаменту. Средний и наружный диаметры пружины равны Dср = cd; D = Dср + d. Если внешний диаметр витков пружины ограничен, то диаметр проволоки определяют по формуле (8).

3. Вычисляют коэффициент жесткости пружины

. (9)

4. Определяют предварительную деформацию пружины

. (10)

5. Число витков пружины рассчитывают по формуле

(11)

или . (12)

6. Определяют в недеформированном состоянии длину пружины:

растяжения H = id + h3, (13)

сжатия H = i(d + e) + hk + fmax , (14)

где h3 — длина зацепов для крепления пружины растяжения; е = 0,5 мм — гарантированный зазор между витками пружины сжатия при максимальной деформации; hk = (2 … 3) d — суммарная толщина нерабочих торцовых витков пружины; fmax = fo + fp.

7. Угол подъема витков пружины равен:

пружины сжатия , (15)

пружины растяжения . (16)

Этот угол не должен превышать 11 … 12°.

8. Определяют длину проволоки развернутой пружины:

сжатия , (17)

растяжения , (18)

где Li — длина заготовки зацепа пружины.

Винтовые пружины кручения (рис. 1, в, г) по внешнему виду отличаются от пружин растяжения-сжатия лишь конструкцией концевых витков. Один конец пружины (рис. 5) соединяется с неподвижной деталью, а другой — с подвижной и нагружается при этом усилием F на плече а. Концевые витки пружин отгибаются так, чтобы к ним можно было приложить моменты, действующие в плоскости витка. При закручивании пружины ее диаметр уменьшается, поэтому пружину устанавливают на цилиндрическую оправку диаметром d0 с зазором, обеспечивающим свободный поворот витков. Пружины применяются для создания (рис. 1, г) противодействующего момента Т при закручивании свободного конца пружины на угол . Их используют в виде силовых элементов, например, для поджатия магнитных и оптических головок записи и считывания информации.

Рис. 5

Под действием момента Т (см. рис. 5, Т = F•a) в сечении проволоки возникает напряжение изгиба

, (19)

где Wz — момент сопротивления сечения относительно нейтральной оси, для круга диаметром d Wz = d3 / 32 0,1d3.

Коэффициент k2 зависит от кривизны витка и определяется по следующей рекомендации: при с = 4 k2 = 1,26; при с = 6 k2 = 1,16; при с = 8 k2 = 1,12 и при с = 10 k2 = 1,1.

Диаметр проволоки d равен

. (20)

Для пружинных сталей, используемых при изготовлении пружин, допускаемое напряжение adm принимают 500 … 800МПа.

Диаметр витка пружины D = (c + 1)d.

Угол закручивания пружины из круглой проволоки

= T? / (EIz) = 64T? / (Ed4), (21)

где ? = Dсрi -развернутая длина проволоки витков пружины; EIz — жесткость проволоки на изгиб, Iz = d4 / 64.

Из формулы (21) задавая угол закручивания, определяют длину и число витков пружины i. При определении длины развернутой проволоки пружины L необходимо учитывать и длину концов. Шаг t пружины (рис. 5) на 0,3 … 0,5 мм больше диаметра витков, а высота H будет равна H = i t.

Источник: https://studbooks.net/2509510/tovarovedenie/vintovye_pruzhiny

Шнеком называют транспортирующее устройство для сыпучих, порошкообразных, мелкозернистых, мелкокусковых, гранулированных материалов. Устройство находит широкое применение в различных конвейерах, транспортерах, погрузчиках зерна, кухонных комбайнах и т.д. Основной рабочей деталью устройства является шнековая спираль.

Пружины из ленты

А еще у нас есть

      • Желтая STEHY
      • Зеленая STLG
      • Красная STHR
      • Синяя STMB
      • Кольца стопорные DIN 471
      • Кольца стопорные DIN 472
      • Кольца стопорные ГОСТ 11648/DIN 6799
      • Кольца стопорные ГОСТ 13940-86
      • Кольца стопорные ГОСТ 13941-86
      • Кольца стопорные ГОСТ 13942-86
      • Кольца стопорные ГОСТ 13943-86
      • Кольца стопорные по Красной Этне
      • Кольца стопорные специальные/по чертежам
      • Пресс-масленки прямые
      • Пресс-масленки угловые
      • Пресс-масленки Кд, УХЛ
      • Пресс-масленки под запрессовку
      • Пресс-масленки БелЗан
      • Автомобильные болты
      • Болты по Красной Этне
      • Болты DIN 444
      • Болты DIN 960
      • Болты DIN 608
      • Болты DIN 6921
      • Болты DIN 933 шт.
      • Болты DIN 933, кг
      • Болты DIN 962
      • Болты ГОСТ 7796
      • Болты ГОСТ 7798
      • Болты ГОСТ 7802
      • Болты ГОСТ 7805-70
      • Болты ГОСТ 7808
      • Болты ГОСТР 52644-06
      • Болты приварные
      • Рым-болты ГОСТ 4751-73
      • Винты по Красной Этне
      • Винты DIN 7504 М
      • Винты DIN 7981
      • Винты DIN 7982
      • Винты DIN 7985
      • Винты DIN 7991
      • Винты DIN 913
      • Винты DIN 915
      • Винты DIN 916
      • Винты DIN 963
      • Винты DIN 965
      • Винты DIN 966
      • Винты DIN 967
      • Винты ISO 7380-1
      • Винты ГОСТ 10344-80
      • Винты ГОСТ 10621
      • Винты ГОСТ 11650
      • Винты ГОСТ 11738-84/DIN 912, кг
      • Винты ГОСТ 11738-84/DIN 912, шт
      • Винты ГОСТ 1476-93
      • Винты ГОСТ 1477-93
      • Винты ГОСТ 1478-93
      • Винты ГОСТ 1491-80/DIN 84
      • Винты ГОСТ 17473-80
      • Винты ГОСТ 17475-80
      • Винты ГОСТ 8922-69
      • Винты ОСТ 1 31535-80
      • Гайки по Красной Этне
      • Гайки колесные литой диск
      • Автомобильные гайки
      • Гайка-заклепка
      • Гайки DIN 315
      • Гайки DIN 6331
      • Гайки DIN 6334
      • Гайки DIN 6923
      • Гайки DIN 934
      • Гайки DIN 982
      • Гайки DIN 985
      • Гайки ГОСТ 10657-80
      • Гайки ГОСТ 11871-88
      • Гайки ГОСТ 13957
      • Гайки ГОСТ 13958-74
      • Гайки ГОСТ 19532-74
      • Гайки ГОСТ 23353-78
      • Гайки ГОСТ 5915
      • Гайки ГОСТ 5916
      • Гайки ГОСТ 5918
      • Гайки ГОСТ 9064
      • Гайки ГОСТ Р 52645-2006
      • Гайки для фланцевых соединений
      • Гайки специальные/по чертежам
      • Дюбель для теплоизоляции
      • Дюбель полипропропиленовый
      • Дюбель-гвоздь
      • Автомобильные заклепки
      • Заклепки по Красной Этне
      • Заклепки вытяжные
      • Заклепки ГОСТ 10299-80
      • Заклепки ГОСТ 10300-80
      • Заклепки ГОСТ 10303-80
      • Заклепки ГОСТ 12639-80
      • Заклепки ГОСТ 12641-80
      • Заклепки ГОСТ 12643-80
    • Оси

      • Зажимы для канатов DIN 741
      • Коуши
      • Талреп DIN 1480
      • U- образные
      • Хомуты червячные
      • Шайбы пружинные по Красной Этне
      • Шайбы плоские по Красной Этне
      • Автомобильные шайбы
      • Шайбы ГОСТ 10450-78/DIN 433
      • Шайбы ГОСТ 10463-81
      • Шайбы ГОСТ 11371-78
      • Шайбы ГОСТ 11648-75
      • Шайбы ГОСТ 11872-89
      • Шайбы ГОСТ 13438-68
      • Шайбы ГОСТ 6402-70/DIN 127
      • Шайбы ГОСТ 6958-78
      • Шайбы ГОСТ Р 52646-2006
      • Шайбы для фланцевых соединений
      • Шайбы ОСТ 1.11533-74/532-74
      • Шайбы специальные/ по чертежам
      • Автомобильные шпильки
      • Красная Этна
      • DIN 975
      • Специальные/по чертежам
      • Шпильки для фланцев
      • ГОСТ 1144-80
      • Шуруп ГОСТ 1145-80
      • Шурупы DIN 571
      • Линии гранулирования для комбикорма
      • Линии гранулирования для топливных пеллет
      • Охлаждение
      • Смесители вертикальные
      • Смесители горизонтальные
      • Бытовые мини-грануляторы
      • Промышленные грануляторы
      • Пеллетные грануляторы
      • Нория
      • Транспортер ленточно-скребковый ТЛС
      • Транспортер пневматический (УПТ)
      • Транспортер цепной ТЦС
      • Транспортер шнековый ТСШ
      • Запчасти для грануляторов
      • Червячные мотор-редукторы
      • Запчасти для транспортирующего оборудования
      • Запчасти для дробилок
      • Запчасти для колонн охлаждения

Источник: https://nmkn.ru/catalog/pruzhiny-iz-lenty/

FILED UNDER : Разное

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*