1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРУЖИНАХ, РЕССОРАХ И ТОРСИОНАХ.
Изготовление пружин

 Пружины, рессоры и торсионы широко применяют в качестве важнейших и нагруженных деталей почти в любой современной машине. Особо важную роль выполняют они в транспортных машинах, двигателях внутреннего сгорания, в часах и приборах.
 Всякая пружина или рессора является механическим аккумулятором энергии. Воспринимая внешнее усилие, пружина или рессора сжимается (прогибается), запасаясь энергией упругой деформации. Как только внешняя сила прекращает свое действие, упругие силы разжимают пружину, производя при этом необходимую работу за счет энергии, запасенной во время сжатия. Здесь, как и при всяком механическом или ином преобра
2 зовании энергии, происходит некоторая потеря энергии, главным
образом на трение и нагревание.

 фиг. 1. Основные типы пружин, применяемых в машиностроении.
 а— цилиндрическая винтовая пружина растяжения с закрытой (плотной) навивкой;
 б— цилиндрическая винтовая пружина сжатия, навитая из проволоки круглого сечения;
 в— цилиндрическая винтояая пружина сжатия, навитая из прутка прямоугольного сечения;
 г — цилиидрическая виитовая пружина сжатия, навитая из многожильного троса;
 д— коническая винтовая пружина сжатия;
 е — параболоидная пружина сжатия, навитаясплюцецной проволоки;
 ж — телескопическая пружина, навитая из полосы или ленты прямоугольного сечения;
 з — матрацная пружина с криволинейной характеристикои (прогрессивно-возрастающей;
 и — призматическая пружина сжатия, навитая на прямоугольную оправку;
 к, л — цилиидрические винтовые пружины кручениа;
 м — плоская спиральная пружина:
 н — тарельчаiая пружина (Бельвилля):
 о — кольцевая пружина.


Основные типы пружин, применяемых в машиностроении, приводятся на фиг. 1.
 По конструктивным особенностям можно подразделить пружины на следующие группы:
а) пружины растяжения (фиг. 1, а);
б) пружины сжатия (фиг. 1, 6— и);
в) пружины кручения (фиг. 1, к, л);
г) пружины специальные (фиг. 1, м, н, о).
 Тарельчатые пружины сжатияфиг.1н применяют в качестве можных буферных пружин и амартизаторов буферных нагрузок, ( пружины Бельвилля ГОСТ 3057-45).
Максймальная рабочая нагрузка таких пружин доходит 52 т.
Кольцевые гтружины (фиг. 1, о) предназначаются для тех же целей и имеют рабочую нагрузку от 5,5 до 200 т.
На фиг. 2 показаны основные типы рессор, применяемых производстве транспортных машин.
 Основной технической характеристикой пружин и рессор является зависимость прогиба рессоры или пружины от нагрузки килограммах.
На фиг.З видно, что графическая характеристика рессоры представзiет собой замкнутую петлю, верхняя ветвь которой зависимость между нагрузкой и прогибом рессоры при ее нагружении, а нижняя — при ее разгрузке.
Разница между ветвями характеристики рессоры вызывается потерями на трение. Площадь треугольника ОАВ на фиг. З показывает работу, затраченную на прогиб рессоры, площадь фигуры ОDАВ — работу, совершаемую рессорой при разгрузке.
Таким образом, площадь петли ОАВ представляет собой работу, затраченную на преодоление тренiя между листами рессор.
Для рессор обычных типов (фиг. 2, а. б, в), а также дляпружин с постоянным шагом и диаметром витков средняя характеристика (линия ОС на фиг. 3) прямолинейна. Характеристика для пружин с переменным шагом или переменным диаметром витков (фиг, 1, 0, е, ж, з), а также для прогрессивных ресссор (фиг. 2, г) криволинейна или ступенчата.
При линейной характеристике для оценки жесткости рессор
пружин обычно пользуются коэфициентом жесткости который по сути дела является приращением нагрузки в килограммах на каждый миллиметр прогиба данной рессоры или упругой осадки данной пружины. Чем меньше величина С, тем эластичнее пружина или рессора, чем больше С, тем они жестче.

Сопоставление жесткости различных типов рессор показывает, что при одинаковом их весе и габаритах, при равных наприжениях в сечении рессор наиболее эластичной является четвертая рессора (фиг. 2, в). Консольно закрепленная рессора (фиг. 2, 6) в 2 раза жестче, а полуэллиптическая (фиг. 2,
в 4 рааа жестче четвертой рессоры.
Наиболее эластичными пружинами являются плоские спираль- ные часовые пружины (фиг. 1, м) и цилиндрические винтовые
пружины (фиг. 1, а, б), причем элатичность их повышается с увеличением количества витков. Наиболее жесткие пружины — телескопические (фиг. 1, ж), тарельчатые пружины Бельвилля (фиг. 1, н) и кольцевые (фиг. 1, о).
При заводских испытаниях рессор обычно ограничиваются определением стрелы прогиба рессоры при заданной рабочей нагрузке.
При испытаниях пружин, наоборот, принято проверять нагрузки при заданной рабочей длине (высоте) пружины. Если характерисгика рессор и пружин не прямолинейна, то проверку производят по двум точкам характеристики, одна из которых обычно характеризует точку перегиба кривой.
При проведении таких испытаний нередко возникает надобность в простейших расчетах для определения усилий, напряжений и деформаций рессор, торсионов и пружин.
Ниже приводятся краткие сведения для таких расчетов.



 





Изготовление пружин

Яндекс цитирования