ові деформації або починається руйнування.
Максимальну деформацію або максимальне навантаження, які не повинні перевищувати допустимих значень, зазвичай задають з умов експлуатації, т.е.
f max? f adm або F max? F adm. (1)
Рис.16 Характеристика пружного елемента
Пружна характеристика найбільш часто представляється в графічній формі, рідше - в аналітичній. При використанні пружних елементів з лінійною характеристикою спрощуються їх розрахунки, конструкції, регулювання.
Силове протидія елемента пружної деформації, його пружність характеризуються жорсткістю. Жорсткість - це навантаження, при дії якої пружний елемент отримує одиничну деформацію. Вона є найважливішою характеристикою силових пружних елементів. Для УЕ з лінійною пружною характеристикою жорсткість k постійна і дорівнює
k=F/f; k=P/f або k=Т/j. (2)
Для вимірювальних пружних елементів зручніше користуватися поняттям чутливості (податливості). Чутливість оцінюють деформацією (переміщенням), яку отримає пружний елемент при дії одиничної навантаження. Чутливість d - величина, зворотна жорсткості:
d=1/k. (3)
При використанні УЕ з нелінійної пружної характеристикою жорсткість елементів оцінюють як похідну від навантаження по деформації і відповідно - чутливість, т.е.
k=dF/df; d=df/dF. (4)
У конструкціях іноді доводиться застосовувати кілька спільно працюючих пружних елементів (гвинтових пружин). Їх сумарні характеристики залежать від схеми з'єднання пружних елементів. При паралельному з'єднанні УЕ сумарна жорсткість пружної системи дорівнює сумі жорсткостей її складових. При послідовному з'єднанні пружних елементів кожен елемент деформується пропорційно його чутливості, а сумарна чутливість системи дорівнює сумі чутливостей всіх пружних елементів, що входять в систему.
Жорсткість і чутливість характеризують одне і те ж властивість пружного елемента - здатність деформуватися при дії зовнішнього навантаження.
Впливати на пружну характеристику можуть температура, вібрації та інші умови експлуатації. До погрішностей, що виявляється особливо в вимірювальних пристроях, призводять недосконалі пружні властивості матеріалу, що викликають пружне післядія і пружний гістерезис. Пружне післядія проявляється в запізнюванні деформації елемента у порівнянні зі зміною додається навантаження. На пружною характеристиці (рис. 2, б) це явище відзначено ділянками АВ і СО кривої 1.
Пружний гістерезис проявляється в розбіжності характеристик елемента при навантаженні та знятті навантаження (див. рис. 2, б, крива 2). Величина гістерезису D f залежить від напружень у матеріалі елемента. Тому для вимірювальних елементів допустимі напруження пов'язують не з характеристиками міцності матеріалу, а з допустимим значенням гістерезису, значення якого не виходить за межі 0,5 ... 1,5% від величини f max, тобто (D f/f max) 100? (0,5 ... 1,5). Незмінність, стабільність пружних характеристик елементів досягається правильним вибором матеріалу, режимів його термообробки і величиною граничної робочого навантаження.
Матеріали пружних елементів повинні володіти високими пружними властивостями, високою міцністю при змінних навантаженнях. Окремі види елементів повинні бути стійкими до корозії, мати хорошу електропровідність і антимагнітним.
Силові та вимірювальні елементи виготовляють з високовуглецевих пружинних 65Г, 60С2, 70С2 та інструментальних У8, У10, У12 сталей.
Контактні і моментні антимагнітні, корозійно-стійкі пружини (див. рис. 1, в, д) виготовляють з фосфористих БрОФ 6-0,15, Брофі 4-0,2 і берилієвої БрБ2 бронз.
Трубчасті манометричні пружини (рис. 1, і), сильфони (рис. 1, е), мембрани і мембранні коробки (рис. 1, ж, з) виготовляють з латуней Л62, Л68, Л80, бронзи БрОФ4-0,2, нержавіючої сталі Х18Н10Т.
Вид і режим термічної обробки залежить від матеріалу пружних елементів і вимог до них.
. 1 Гвинтові пружини
Найбільш широко з пружних елементів у приладо- і машинобудуванні використовуються гвинтові пружини. Вона прості і компактні за конструкції, надійні в роботі. Їх виготовляють шляхом холодної та гарячої навивки дроту з круглим, квадратним або прямокутним поперечним перерізом на спеціальні оправки.
За формою оправки гвинтові пружини діляться на циліндричні, конічні і параболоїдні, по виду навантаження - на пружини розтягування (рис. 3, а), стиснення (рис. 3, б, в) і крутіння (рис. 3, г).
Основним...
