Расчеты конструктору - стр. 12
Полный ход пружины до выборки зазоров между витков ws = 56..
Рабочее усилие на пружину p2 = 100 кгс..
.....
Расчет:
.do=d-dp… Средний диаметр.
.z=dp*dp*dp*dp*1000/(do*do*do)… Жесткость одного витка..
Жесткость одного витка z = 17,4927 кгс/мм.
.c=do/dp…
.k=(((4*c)-1)/((4*c)-4))+(0,615/c)…
Коэф. К = p1=(tp-dp)*z … Gsf = 461030/2725231222…|
Усилие при полном сжатии одного витка p1 = 104,9563 кгс.
.tk=8*k*p1*do/(Pii*dp*dp*dp)…
Касательное напряжение при полном сжатии витка tk = 63,0309 кгс/мм>2 .
.tk1=8*k*p2*do/(Pii*dp*dp*dp)…
Касательное напряжение при рабочем усилии tk1= 60,0545 кгс/мм>2 .
L1v=p2/z…
Деформация одного витка при рабочем усилии L1v = 5,7167 мм.
.с = sqrt ((Pii*do*Pii*do)+(tp*tp))… Квадрат гипотенузы.
Вариант № 1.
Пружина с подогнутыми витками – но без подшлифовки крайних витков.
.w=(ws/(tp-dp))+3…
Число витков полное c учетом подогнутых витков w = 12,3333…
.ll=((w-3)*tp)+(3*dp)…
Свободная габаритная длина пружины ll = 130,0 мм.
.llr=c*w…
Развернутая длина проволоки пружины llr = 1634,06 мм.
.s=Pii*dp*dp/4…
.px=7,95*s*llr/1000000…
Вес пружины px = 0,367 кг.
.....
Вариант № 2.
Пружина с подогнутыми крайними витками,
крайние витки сошлифованы на плоскость перпендикулярную оси пружины.
.we=(ws/(tp-dp))+2 …
.lle=((w-3)*tp)+(2*dp)…
.llre=c*we …
Число витков полное ( с подогнутыми витками ) we = 11,3333…
Свободная габаритная длина пружины lle = 124,0 мм.
Развернутая длина проволоки пружины llre = 1501,57 мм.
.se=Pii*dp*dp/4…
.pxe=7.95*se*llre/1000000…
Вес пружины pxe = 0,338 кг.
Все размеры в миллиметрах – материал – сталь q = 7,95 т / м>3
…..
Примечание:
При мелкосерийном производстве точно определить число рабочих витков,
длину пружины под нагрузкой не получится, так как подгиб концевых витков выполняется
с большими отклонениями по размеру.
Пружину в единичном производстве обычно навивают на цилиндр равный внутреннему диаметру пружины.
Цилиндр зажимают в патрон токарного станка, один конец проволоки прочно прикрепляют к цилиндру.
Другой конец проволоки проходит через поводок закрепленный в резцодержателе станка.
Станок включают на нарезание резьбы с шагом навивки пружины. Скорость шпинделя 20..60 об/мин.
Направление вращения – обратное ( при взгляде от суппорта – по часовой стрелке ) при ходе суппорта от патрона. Количество витков делают больше чертежного минимум на два витка для подгонки.
Навив пружину – не ослабляя усилие на проволоку – надежно закрепляют второй конец проволоки на цилиндре.
Затем проводят полную термообработку пружины в сборе с цилиндром ( закалку и отпуск ).
Для не ответственных узлов применяют Проволоку стальную углеродистую пружинную ГОСТ 9389-75.
Холоднотянутую проволоку, применяемую для изготовления пружин, навиваемых в холодном состоянии
и не подвергаемых закалке. При навивке такой пружины следует учитывать, что при снятии усилия навивки –
пружина разворачивается, увеличивая шаг навивки и наружный диаметр.
Кольцевая пружина.
Применяется в буферных устройствах для гашения ударов и вибраций.
А так же кольцевая пружина применяется для предохранения анкерных шпилек от перегрузок,
Для примера рассчитаем кольцевую пружину анкерного болта подверженного ударным нагрузкам.
Материалы пружин: Наиболее прочная Сталь 60С2Н2А ГОСТ 14959-79.
Первый класс – циклическая нагрузка на Пять миллионов циклов.