зивається робочим магнітним потоком Фа- В основному саме цей потік обумовлює механічні сили, під дією яких вчиняється переміщення якоря. Частина потоку Ф, яка не замикається через робочий повітряний зазор, називається потоком розсіювання або витоку Ф у (рис. 11). У робочому магнітному потоці Ф amp; розрізняють дві частини: торцевий потік Ф т і потік витріщання, або крайової потік, Ф до (рис. 11).
Величина робочого потоку Ф 6 залежить від конфігурації магнітного ланцюга, взаємного розташування її елементів, ступеня її насичення, а також величини повітряних зазорів. Чим більше повітряні зазори і чим вище насичення магнітного ланцюга, тим менше Ф 6 і відповідно більше потоки розсіяння Ф5. Зрозуміло, при русі якоря ЕММ, тобто при зміні 5, потоки Фб і Ф у відповідним чином також змінюються.
1. Розрахунок механічного елемента
Вихідні дані:
мінімальна сила стиснення F min=16 Н;
максимальна сила стиснення F max=28Н;
мінімальних хід вільного кінця? min=3,1 мм;
максимальний хід вільного кон6ца? max=8,8 мм;
матеріал пружини - стальний пружинний дріт;
модуль зсуву матеріалу G=8,1. 10 4 МПа;
величина допустимого дотичного напруження матеріалу [?]=500 МПа.
1.1 Розрахунок необхідної жорсткості пружного елемента
Необхідна жорсткість пружного елемента розраховується за формулою (1.1):
1.2 Розрахунок середнього діаметра пружини і числа робочих витків
Призначаються індекси пружин. Так як спеціальні вимоги відсутні, то вибираємо індекси середніх призначень:
Розрахунок коефіцієнта збільшення напруги у внутрішньої сторони витка проводиться за формулою (1.2):
Розрахункове значення діаметра дроту визначається за формулою (1.3):
Відповідно до ГОСТ 9380 вибираються стандартні діаметри пружинного дроту:
Середній діаметр розраховується за формулою (1.4):
Розрахунок числа робочих витків проводиться за формулою (1.5):
1.3 Розрахунок зовнішнього діаметра пружини
Розрахунок зовнішнього діаметра пружини проводиться за формулою (1.6):
1.4 Розрахунок пружини у вільному стані
Висота пружини у вільному стані розраховується за формулою (1.7):
де - число кінцевих витків. Так як підвищені вимоги до точності пружин відсутні, то приймається
?- Коефіцієнт, що визначає зазор між витками в момент найбільшого стиснення пружини, приймається? =1,3.
1.5 Побудова габаритних характеристик
Габаритні характеристики равнопрочних пружин однаковою жорсткості наведені на малюнку 1.1, по осі абсцис відкладені зовнішні діаметри, апо осі ординат в тому ж масштабі - довжини пружин.
Малюнок 1.1. Габаритні характеристики
1.6 Попередній вибір варіанта
Проводиться розрахунок співвідношення висоти пружин у вільному стані і зовнішнього діаметра за формулою (1.8):
Так як для всіх варіантів відношення висоти пружини до її зовнішньому діаметру не перевищує 10, а кількість робочих витків не перевищує 30, то всі вибрані варіанти є прийнятними.
1.7 Визначення ваги і маси пружин
Вага пружин визначається за наближеною формулою (1.9):
де кг/м3 - щільність сталевого пружинного дроту.
Маса пружин обчислюється за формулою (1.10):
де g=9,81 - прискорення вільного падіння.
1.8 Перевірка пружин на жорсткість і максимальне дотичне напруження
Формула (1.11) - рівняння жорсткості.
Максимальне дотичне напруження розраховується за формулою (1.12):
Так як дотичні напруження всіх варіантів менше допустимого значення, то ці варіанти придатні.
1.9 Перевірка пружин на стійкість і вибір способу закріплення
Для виконання розрахунку на стійкість необхідно розрахувати співвідношення висоти пружин у вільному стані і середнього діаметра за формулою (1.13):
Втрата стійкості пружини, що виражається у вигині осі пружини, настає при критичному значенні переміщення? кр. Критичне переміщення пружини з круглої дроту визначається за формулою (1.14) або за графіком на малюнку 1.2.
Малюнок 1.2 - критичне перем...
