Курсовий проект
Розрахунок і проектування елементів вимірювальних пристроїв
Введення
пружина електромеханічний жорсткість
Пружні елементи (пружини)
Пружини приладів поділяють на плоскі, матеріал яких відчуває деформації вигину при роботі; вінновие пружини розтягування - стиснення, дріт яких при деформації скручується; гвинтові пружини кручення, за формою аналогічні гвинтовим пружинним розтягу - стиску, але, так само як і у плоских пружин, їх дріт згинається. Крім цих так званих стрижневих пружних елементів в приладах застосовуються пружні оболонки у формі мембран, сильфонів і трубчастих пружин. На рис. 1 показані приклади стрижневих пружин різних типів.
Рис. 1 Приклади стрижневих пружин різних типів
Вимірювальні пружини, які використовуються в якості пружних вимірювальних перетворювачів зусиль і моментів у лінійні і кутові переміщення. На рис. 2, а показана спіральна вимірювальна пружина магнітоелектричного приладу.
Натяжні пружини - найбільш поширена група пружин; натяжні пружини різних типів і конструкцій показані на рис. 2, б.
Кінематичні пружинні пристрої, до яких відносять як безпосередньо пружинні передавальні механізми (рис. 2, в), так і пружні опори (рис. 2, г), пружні напрямні (рис. 2, д) і гнучкі зв'язку (рис. 2, е). Гідністю цих елементів приладів є практично повна відсутність тертя при переміщеннях механізмів, проте вони можуть використовуватися лише при обмежених переміщеннях.
Амортизатори, що оберігають прилади та їх елементи від перевантажень при ударах і вібраціях. Пружини амортизаторів найчастіше виконуються у вигляді гвинтових пружин розтягування - стиснення або кручення і нерідко працюють спільно з іншими пружними елементами, наприклад гумовими.
Приклади пружин-амортизаторів показані на рис. 2, ж
Пружинні двигуни, що використовуються переважно в малогабаритних переносних, автономних приладах. Найчастіше їх виконують у вигляді плоских спіральних пружин; в окремих випадках використовують гвинтові пружини кручення і гвинтові пружини розтягування - стиснення.
Приклади пружинних двигунів дано на рис. 2, з.
Пружинні фрикційні й храпові муфти і гальма (рис. 2, і). Для більшості конструкцій таких пружин підбирається матеріал, що володіє не тільки високою пружністю, але і опірністю стирання.
Електроконтактні пружини за своїм функціональним призначенням близькі до натяжних пружинам, але іноді виділяються в окрему групу у зв'язку з додатковими вимогами до електропровідності матеріалу, стійкості до корозії і в ряді випадків до стирання. Приклади електроконтактних пружин дано на рис. 2, к.
Матеріал пружних елементів повинен володіти високими пружними і властивостями міцності в роботі, бути досить пластичним при виготовленні, щоб технологічний процес виготовлення пружини не був занадто складним і дорогим. Для пружин вимірювальних перетворювачів особливе значення має стабільність пружних властивостей матеріалу в часі (відсутність повзучості, наслідки, гістерезису, релаксації напруг).
Істотні обмеження на вибір матеріалу накладають агресивні властивості робочого середовища; пружини, що працюють в умовах агресивних середовищ, виготовляють з корозійностійких матеріалів.
Рис. 2 Види пружин
Для матеріалів пружин електровимірювальних приладів визначальними можуть бути такі їх властивості, як електропровідність або магнітна проникність. У тих випадках, коли процес виготовлення пружного елемента включає операції зварювання або пайки, матеріал повинен мати відповідно гарною зварюваністю і легко паяться.
Залежно від технологічної операції, що надає матеріалу пружні властивості, матеріали пружних елементів поділяють на дві групи. До першої групи відносяться матеріали, які, володіючи високою пластичністю в відпаленого стані, значно підвищують свої пружні властивості в результаті нагартовки, що виникає при виготовленні пружного елемента. До таких матеріалів відносяться латуні Л80, Л90, нейзильбер МНЦ15-20, кремнієво-марганцева, олов'яно-цинкова, олов'яно-фосфорна бронзи, елінвар, хромо-нікелева нержавіюча сталь 1Х18Н9Т та ін. Необхідно відзначити, що пружини з цих матеріалів володіють відносно низькими пружними властивостями і нестабільні в часі. Це пояснюється наявністю значних залишкових напружень, що виникають в матеріалі при виготовленні пружного елемента. Робочі температури елементів з нагартов...
