Пружины и рессоры

Пружины и рессоры выполняют в машинах роль упругих элементов. Воспринимая работу внешних сил, они преобразуют ее в работу упругой деформации материала, из которого они изготовлены.

Пружины выполняют в машинах следующие функции:

Силовой элемент, обеспечивающий действие определенных усилий на заданном участке. Пример: пружина предохранительного клапана.

Амортизатор. Воспринимая мгновенную энергию удара, такая пружина возвращает ее в виде энергии упругих колебаний.

Движитель механизма. Это заводные пружины часов, приборов, игрушечных автомобилей и пр.

Различают следующие основные типы пружин: винтовые, спиральные, тарельчатые, кольцевые. Кроме того, существуют разнообразные пружины специального назначения, например, пружина Бурдона в манометрах.

Винтовые пружины получаются навивкой проволоки на оправку требуемой формы. По виду нагружения различают винтовые пружины растяжения, воспринимающие продольную осевую нагрузку, которая растягивает пружину; пружины сжатия, воспринимающие продольную осевую нагрузку, которая сжимает пружину; пружины кручения, на которые нагрузка передается в виде крутящего момента относительно оси пружины.

По форме винтовые пружины могут быть цилиндрические; фасонные (конические, бочкообразные и др.); специальных форм (например, призматические).

По форме поперечного сечения витка пружины могут быть с витками круглого сечения или прямоугольного сечения.

Материалом для пружин могут служить высокоуглеродистые стали (65), марганцовистые (65Г), кремнистые (60С2). Для агрессивных сред применяют бронзовые пружины. Индекс пружин, т.е. .

Пружины сжатия навиваются так называемой открытой навивкой, обеспечивающей определенный зазор между витками. Пружины растяжения имеют открытый зазор между витками. Пружины растяжения имеют закрытые витки, плотно прилегающие друг к другу.

Фасонные пружины чаще всего используются в качестве пружин сжатия. Основная особенность этих пружин - различные диаметры навивки соседних витков. Это вызывает и различную их деформацию - ведь чем больше диаметр витка при одном диаметре проволоки, из которой навита пружина, тем меньше его жесткость.

При некотором значении сжимающего усилия Р виток с наибольшим диаметром оказывается поджатым своей торцевой поверхностью к поверхности опоры и выключается из работы. Затем включается следующий по диаметру виток и т.д. Следовательно, по мере возрастания нагрузки меняется число работающих витков и диаметр пружины. Это обстоятельство позволяет подобрать профиль пружины, обеспечивающий любую заданную закономерность изменения характеристики пружины.

Пружины качения воспринимают нагрузку в виде крутящего момента. Затрачиваемая работа преобразуется в работу упругого поворота витков относительно продольной оси пружины.

Спиральные пружины (например, в часах) нагружаются крутящим моментом. В процессе работы пружина, постепенно разворачиваясь, сообщает вращение барабану (валику), с которым скреплен ее конец.

Тарельчатые пружины состоят из набора дисков, имеющих форму усеченных конусов. Стандарт предусматривает такие пружины диаметром от 28 до 300 мм.

Расчет их сложен. Поэтому при подборе их пользуются таблицами, приведенными в ГОСТе 3057-90. Величина деформации пружины зависит от числа взятых конических элементов.

Кольцевые пружины (клинчатые) состоят из набора колец специального профиля. При нагружении крайних колец по периметру наружные кольца надвигаются на внутренние, в результате чего первые растягиваются, а вторые растягиваются. При этом уменьшается общая высота пружины. После того, как внешняя нагрузка удалена, внутренние силы упругости вновь раздвигают кольца.

Рессоры применяются главным образом в амортизационных устройствах транспортных машин, а также в некоторых конструкциях кузнечного оборудования.

Рессора представляет собой набранную из стальных полос балку равного сопротивления изгибу. С целью уменьшения напряжений листам придают изогнутую форму.

Поиск по сайту: