и розмірами гвинтових пружин є: діаметр дроту d; зовнішній діаметр D; середній діаметр витка пружини D ср; крок витків t; число витків i; довжина пружини у вільному (ненавантаженому) стані Н (для пружин стиснення і розтягування); індекс пружини c=D ср/d.
Рис. 17 Перетини дроту пружин.
Зі збільшенням індексу з жорсткість пружини знижується. Рекомендується приймати індекс с=16 ... 8 при d lt; 0,4 мм; с=12 ... 6 при d=0,4 ... 2 мм і з=10 ... 4 при d gt; 2 мм.
Розрахунок пружини полягає у визначенні діаметра дроту d, діаметра пружини D і числа витків i по заданій зовнішньої навантаженні F і робочому ходу f пружини.
Пружини розтягання навиваются з дотичними витками (t=d). Виготовляють такі пружини двох видів: витки, стикаючись, не тиснуть один на одного, і витки, стикаючись, створюють межвитковое тиск. В останньому випадку при навивці пружини дріт скручують навколо її осі. Пружина набуває деякий попередній натяг і починає розтягуватися тільки після додатки до неї навантаження, більшою попереднього натягу.
Рис. 18 Види пружин розтягування.
Крайні витки пружин розтягування відігнуті і служать зачепами (рис. 4). Зачепи, що часто є найбільш слабким місцем пружини, мають залежно від способу кріплення різні форми. При розтягуванні зазори між витками збільшуються.
Пружини стиску (див. рис. 3, б, в) виготовляють із зазором між витками. Крайні витки пружини завжди підтискають до сусідніх виткам і прошліфовивают по площині, перпендикулярній поздовжній осі. Це забезпечує легку установку пружини на опорній площині і центральне, тобто строго по осі пружини, напрямок стискаючого навантаження. Щоб запобігти можливу втрату стійкості (випучіваніе) пружини при співвідношеннях розмірів Н/D gt; 3, її рекомендують встановлювати в спрямовуючий склянці або на стрижні. Циліндричні гвинтові пружини стиснення набули найбільшого поширення, оскільки їх форма поєднується з формою валиків, склянок та інших тіл обертання. Гвинтові конічні пружини (див. Рис. 3, в) мають більш високою стійкістю, в стислому стані мають мінімальну висоту, але зважаючи на складність виготовлення застосовуються рідко. Конічна пружина може стискуватися до розміру, рівного товщині дроту, так як при стисненні виток входить в виток з невеликим зазором.
Пружини стиску мало чутливі до перевантажень. Витки пружини при перевантаженні повністю стискуються, і пружина приймає вигляд жорсткого циліндра. Конічні пружини стиснення застосовують, якщо необхідна нелінійна пружна характеристика.
Якщо при проектуванні механізмів завдання може бути вирішена шляхом застосування пружини розтягування або пружини стиснення, то перевагу віддають останньої. При цьому отримують такі переваги: ??більш просту конструкцію, ніж у пружини розтягування; не вимагаються обмежувачі великих деформацій; поломка одного витка не веде до миттєвого відмови механізму.
Гвинтові пружини розтягування - стиснення мають зазвичай лінійну характеристику. При розрахункових навантаженнях матеріали таких пружин працюють в межах пружних деформацій. Для стійкості проти вібрації і поштовхів гвинтовим пружинам в процесі складання повідомляється початкове нагружение F 0, тобто пружину встановлюють у кілька розтягнутому або стислому на величину f 0 стані.
. 2 Матеріал пружин
Сьогодні до матеріалів, призначеним для виробництва пружин, залежно від їх призначення і умов роботи пред'являють цілком різні вимоги. Тим не менш, всі пружини працюють в умовах змінних напруг, тому досить високими повинні бути такі механічні характеристики матеріалу, як межа витривалості, межа плинності, межа міцності, забезпечуючи основні робочі властивості пружини - її пружність і міцність. А для вимірювальних пружин, до яких в часі пред'являється вимога сталості робочих характеристик, слід використовувати матеріали, що володіють, крім уже перерахованих характеристик, високою межею пружності, тобто опором мікропластичної деформацій. Чим вищий цей показник, тим меншою мірою виявляються такі непружні ефекти, як повзучість, гістерезис або релаксація. При використанні пружини в умовах високих температур матеріал повинен бути ще й досить термостійким, при зіткненні з агресивним середовищем - мати достатню корозійну стійкість. Іноді ж істотним вимогою до технології виробництва пружин стає висока або, навпаки, низька електропровідність продукції. У процесі виготовлення пружин більшість з них піддається великим пластичних деформацій. Відповідно, матеріал в початковому стані повинен володіти високою пластичністю.
Однак виробництво пружин нерідко обмежується дотриманням лише найбільш важливих вимог до матеріалів, оскільки задовольнити ...
