Что такое пружина растяжения
Подробности
Категория: Пружины
Просмотров: 6249
Пружины растяжения навивают почти всегда вплотную или даже с натягом между витками, достигаемым смешением проволокопитателя навивочного автомата по отношению к навиваемым виткам (пружины с межвитковым давлением).
Концы пружин снабжают зацепами, с помощью которых ее соединяют со стягиваемыми деталями. В отличие от пружин сжатия, нуждающихся в жестком направлении торцов, пружины растяжения работают в свободном состояния, центрируясь только точками опоры (завеса). Крепление зацепами обладает шарнирным свойством, благодаря чему пружина может при растяжении менять пространственное положение в значительных пределах. Это делает пружины растяжения особенно удобными для соединения деталей, угловое положение которых изменяется при работе, например, для завеса рычагов (рис. 891, I, II).
Однако крепление зацепами обладает недостатками. Габаритная длина пружины растяжения за счет зацепов всегда больше, чем пружин сжатия одинаковой гибкости. Зацепами трудно обеспечить центральное приложение нагрузки; пружина подвергается дополнительным изгибающим нагрузкам, а в самих зацепах возникают высокие напряжения изгиба, которые могут привести со временем к появлению остаточных деформаций. Вследствие деформации зацепов и участков перехода зацепов в спираль пружина вытягивается и теряет упругие характеристики. Пружины растяжения могут работать без потери упругих свойств только при пониженных расчетных напряжениях.
По этим причинам пружины растяжения почти никогда не применяют в ответственных силовых механизмах (циклического действия). Пружины сжатия в этих условиях обеспечивают и меньшие габариты, и большую надежность работы.
В случаях, когда по условиям работы упругий элемент должен растягиваться с изменением своего пространственного положения, нередко применяют установку пружин сжатия с реверсорами (рис. 892, I, II, III). Пружины такого типа, однако, малопригодны для механизмов высокочастотного циклического действия, так как масса реверсоров вызывает дополнительные инерционные нагрузки.
Применяемые конструкции зацепов показаны на рис. 893. Наиболее простые способы изготовления зацепов — отгибание половины витка (рис. 893, I, II), целого витка (рис. 893, III, IV) или полутора—двух витков (рис. 893, V) — применяют для неответственных, слабонагруженных пружин, так как зацепы такого вида подвержены изгибу. Также подвержены изгибу и петлевые зацепы (рис. 893, VI—VIII), кроме того, их изготовление значительно сложнее. Несколько прочнее зацепы с концами, заведенными в спираль пружины (рис. 893, IX, X).
Легкие пружины из проволоки малого диаметра крепят в пластинках с отверстиями под витки (рис. 893, XI—XIII). В зацепах этого типа необходимо устранить самовыворачивание пружины из отверстий, а также смещение пластинки с плоскости симметрии пружины, что конструктивно не так просто выполнить.
Иногда пружины устанавливают на ввертных резьбовых пробках (рис. 893, XIV—XVI) с фиксацией конечных витков завальцовкой (рис. 893, XV) или расклепыванием ниток пробки (рис. 893, XVI). В конструкциях этого типа крайне неблагоприятны условия работы витка, сходящего с последней нитки резьбовой пробки; виток работает на излом и избежать этого явления невозможно, если даже свести последнюю нитку на нет или заправить резьбу на конус.
Аналогичное явление происходит в конструкции с закладной пробкой, передающей силу на последний виток пружины, свернутый в кольцо малого диаметра (рис. 893, XVII).
Наиболее равномерную передачу сил на витки обеспечивает заправка конечных витков на конус с отгибом последнего витка на зацеп (рис. 893, XVIII, XIX) или с применением закладных зацепов (рис. 893, ХX—XXII). Изготовление таких пружин, однако, затруднительно, особенно при закладных зацепах, когда навивка конусного конца пружины должна производиться при заранее установленном в пружине зацепе.
Из представленных на рис. 893 конструкций наибольшей прочностью отличается конструкция с коническим зацепом (рис. 893, XXXII). Конус зацепа следует (с учетом упругих деформаций конечных витков) делать несколько более пологим, чем внутренний конус витков.
Пружины растяжения рассчитывают по тем же формулам, что и пружины сжатия. Наличие изгибающих напряжений в зацепах и витках пружины (при внецентренном приложении нагрузки) учитывают снижением расчетных напряжений в 1,2—1,5 раза по сравнению с напряжениями, допускаемыми для пружин сжатия центрального нагружения.
На рис. 894 изображена характеристика пружины растяжения. На рис. 895 показана характеристика пружины с начальным натяжением (пружины с межвитковым давлением).
Длина рабочей части пружины растяжения определяется из выражения
где i — число рабочих витков.
Длина рабочей части пружины в растянутом состоянии
где λ — упругое перемещение пружины.
Длина развертки пружины
где α — угол подъема витков
Lз — развернутая длина зацепов. Приближенно можно считать, что
Пружины растяжения обычно устанавливают с предварительным натягом, обеспечивающим замыкание стягиваемых деталей на упор в начальном положении. Сила предварительного натяга определяется условиями работы механизма. Шаг витков в состоянии предварительного натяга делают не меньше 1,5—2 диаметров проволоки с учетом возможности вытяжки зацепов в эксплуатации.
При растяжении диаметр пружины несколько уменьшается вследствие увеличения угла наклона витков.
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 мая 2016; проверки требуют 13 правок.
Витая цилиндрическая пружина растяжения
Пружина — упругий элемент машин и различных механизмов, накапливающий и отдающий, или поглощающий механическую энергию.
История[править | править код]
Исторически первыми упругими элементами применяемыми человеком считаются различные бытовые пинцеты и прищепки-зажимы, луки и удочки.
Теория[править | править код]
С точки зрения классической физики, пружину можно рассматривать как устройство, накапливающее потенциальную энергию путём изменения расстояния между атомами эластичного материала.
В теории упругости законом Гука установлено, что растяжение эластичного стержня пропорционально приложенной к нему силе, направленной вдоль его оси. В реальности этот закон выполняется не точно, а только при малых растяжениях и сжатиях. Если напряжение превышает определённый предел (предел текучести) в материале наступают необратимые нарушения его структуры, и деталь разрушается или получает необратимую деформацию. Следует отметить, что многие реальные материалы не имеют чётко обозначенного предела текучести, и закон Гука к ним неприменим. В таком случае, для материала устанавливается условный предел текучести.
Витые металлические пружины преобразуют деформацию сжатия/растяжения пружины в деформацию кручения материала из которого она изготовлена, и наоборот, деформацию кручения пружины в деформацию растяжения и изгиба металла, многократно усиливая коэффициент упругости за счёт увеличения длины проволоки противостоящей внешнему воздействию. Волновые пружины сжатия подобны множеству последовательно/параллельно соединённых рессор, работающих на изгиб.
Коэффициент жёсткости[править | править код]
Витая цилиндрическая пружина сжатия или растяжения, намотанная из цилиндрической проволоки и упруго деформируемая вдоль оси, имеет коэффициент жёсткости
где
dD — диаметр проволоки;
dF — диаметр намотки (измеряемый от оси проволоки);
n — число витков;
G — модуль сдвига (для обычной стали G ≈ 80 ГПа, для меди ~ 45 ГПа).
Виды пружин[править | править код]
Витая цилиндрическая пружина сжатия
Тарельчатые пружины
Место установки тарельчатых пружин
По виду воспринимаемой нагрузки:
- пружины сжатия;
- пружины растяжения;
- пружины кручения;
- пружины изгиба.
Пружины растяжения — рассчитаны на увеличение длины под нагрузкой. В ненагруженном состоянии обычно имеют сомкнувшиеся витки. На концах для закрепления пружины на конструкции имеются крючки или кольца.
Пружины сжатия — рассчитаны на уменьшение длины под нагрузкой. Витки таких пружин без нагрузки не касаются друг друга. Концевые витки поджимают к соседним и торцы пружины шлифуют. Длинные пружины сжатия, во избежание потери устойчивости, ставят на оправки или стаканы, либо используют менее габаритные волновые пружины.
У пружин растяжения-сжатия под действием постоянной по величине силы витки испытывают напряжения двух видов: изгиба и кручения.
Пружина изгиба — применяется для передачи упругих деформаций при незначительных изменениях геометрических размеров пружины или пакета пружин (рессоры, тарельчатые пружины).Они имеют разнообразную простую форму ( торсионы, стопорные кольца и шайбы, упругие зажимы, элементы реле и т.п.)
Пружины кручения — могут быть двух видов:
- торсионные — стержень, работающий на кручение (имеет большую длину, чем витая пружина)
- витые пружины, работающие на кручение (как в бельевых прищепках, в мышеловках и в канцелярских дыроколах).
В приборостроении известна пружина Бурдона — трубчатая пружина в манометрах для измерения давления, играющая роль чувствительного элемента.
По конструкции:
- витые цилиндрические (винтовые);
- витые конические (амортизаторы);
- спиральные (в балансе часов);
- плоские;
- пластинчатые (например, рессоры);
- тарельчатые;
- волновые
- торсионные;
- жидкостные;
- газовые.
Основные параметры пружин[править | править код]
Силовые характеристики пружин: 1 — растущая, 2 — линейная, 3 — падающая, 4 — постоянная, 5 — ступенчатая
Для витых цилиндрических и конических:
- количество витков
- шаг витка
- диаметр проволоки
- предельно воспринимаемая нагрузка
- линейная зависимость между деформацией (осадкой) пружины и нагрузкой, приложенной к ней
Для волновых:
- сечение ленты
- число витков
- число волн на виток
- коэффициент жёсткости
- предельная нагрузка
также усталостные характеристики материалов.
Материал и технология изготовления[править | править код]
Пружина может быть изготовлена из любого материала, имеющего достаточно высокие прочностные и упругие свойства (сталь, пластмасса, дерево, фанера, даже картон).
Материал различных резин имеет упругие свойства не требующие придания ей особой формы и часто применяется в прямом виде, однако из-за менее определённых характеристик в точных машинах используется реже.
Стальные пружины общего назначения изготавливают из высокоуглеродистых сталей (У9А-У12А, 65, 70), легированных марганцем, кремнием, ванадием (65Г, 60С2А, 65С2ВА). Для пружин, работающих в агрессивных средах, применяют нержавеющую сталь (12Х18Н10Т), бериллиевую бронзу (БрБ-2), кремнемарганцевую бронзу (БрКМц3-1), оловянноцинковую бронзу (БрОЦ-4-3), титановые (ВТ-16) и никелевые сплавы (A-286, INCONEL, ELGILOY).
Небольшие пружины можно навивать из готовой проволоки, в то время как мощные изготавливаются из отожжённой стали и закаляются уже после формовки.
Применение пружин[править | править код]
Одна из самых известных пружин — кольцо для ключей
Пружина — один из самых широко применяемых элементов механизмов, конструкций, приборов. Используется для компенсации размерных неточностей, износа, снятия вибраций, как накопитель энергии, для простого измерения давления, веса, усилий и ускорений; предохранения от ударов и перегрузок.
В мягкой мебели и мебельных петлях и лифтах, в кнопках-застёжках, в карабинах, пружинных булавках, пружинных весах, отбойных молотках, в современных рельсовых скреплениях, в сцеплении, в механизмах часов, простых механических автоматах. Гидравлическая аппаратура не мыслима без пружин, упругость необходима для работы кнопок и клавиш управляющих устройств, спусковых механизмов и взрывателей.
В канцелярских товарах[править | править код]
- скрепки и канцелярские прищепки
- авторучки и механические карандаши
- степлеры и дыроколы
В строительстве[править | править код]
- Простейшие доводчики без гасителей для калиток и дверей интенсивного пользования, в холодном климате для тамбуров.
- В возвратных механизмах ручных жалюзи, роликовых ставен и тяжелых секционных ворот.
- В клапанах направления движения в общественных местах.
- В лифтовых буферах.
- В строениях и конструкциях на неустойчивых грунтах, в геологически активных местностях, как гаситель сейсмических волн.
В пресс-формах и штампах[править | править код]
В пресс-формах и штампах применяются пружины сжатия с прямоугольным сечением проволоки, они называются инструментальными пружинами. Благодаря прямоугольному сечению проволоки, пружина имеет более жесткие пружинные свойства при относительно небольших размерах, что очень удобно для размещения их в пресс-формы и штампы.
В огнестрельном оружии[править | править код]
- Боевая пружина, возвратная пружина, пружина магазина
- В симуляции оружия, оружие для страйкбола — пружина обычно используется для выталкивания снаряда в пружинно-поршневых винтовках.
В механизмах постоянной силы[править | править код]
Конструкция механизма или самой пружины обеспечивает постоянное усилие на грузонесущем элементе в определенном диапазоне перемещения.
- Опоры постоянного усилия для трубопроводов
- Роликовые пружины постоянного усилия или момента
- Уплотнения трубопроводной арматуры
- Заданная нагрузка для плавающих подшипников
См. также[править | править код]
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Справочные таблицы по деталям машин. — М.: Машиностроение, 1956.
- Техническая энциклопедия / Л. К. Мартенс. — М.: Советская энциклопедия, 1932. — Т. 18. — С. 424-464. — 898 с.
- Л. Е. Андреева. Упругие элементы приборов / В. И. Феодосьев. — М.: Машиностроение, 1962. — 456 с.
Источник
Выбор пружины для определенного механизма или узла должен базироваться на четких требованиях – тип пружины, ее геометрические параметры, материал для изготовления, упругость и другие характеристики. Также все эти параметры должны быть учтены, если вы хотите приобрести пружины растяжения на заказ в Санкт-Петербурге – производство нетиповой продукции требует четкого технического задания. Чтобы иметь представление об общих характеристиках пружин растяжения, предлагаем ознакомиться с материалом статьи.
Параметры пружин растяжения
Данная деталь рассчитана на восприятие продольно-осевой нагрузки, вследствие чего происходит растяжение. После того, как нагрузка прекращается, пружина должна принять свои первоначальные размеры. Витки, в основном, деформируются кручением.
«Сланцевский завод пружин» в Санкт-Петербурге осуществляет производство пружин различных размеров:
- крупные (Ø проволоки – от 12 мм);
- средние (Ø 1,5-12 мм);
- мелкие (Ø 0,15-1,5 мм).
По форме изделия могут быть цилиндрическими, коническими или бочкообразными.
Геометрические параметры пружин растяжения следующие:
- диаметр проволоки;
- диаметр изделия;
- шаг витка;
- количество рабочих витков;
- общее количество витков;
- кривизна витка (индекс пружины).
Данные детали могут иметь два направления навивки – правое или левое. Изготавливают изделия с зацепами различных конфигураций, при этом крепление может располагаться в центре (это так называемые английские или немецкие разновидности), или быть в произвольном месте с углом отгиба в 45º.
Торцевая обработка также отличается по размеру петли зацепа. Стандартное крепление обычно небольшого размера, поэтому при установке такой пружины требуется использование специальных приспособлений, иначе придется приложить немало усилий. Также есть пружины с удлиненным зацепом – их устанавливать гораздо удобнее. Некоторые изделия оснащены усиленной замкнутой петлей – это делается для того, чтобы к пружине можно было прикладывать максимальные нагрузки. Следующая разновидность крепления – это вкручивающаяся шпилька с резьбой. Наше предприятие осуществляет продажу пружин с различными типами зацепов – подробнее с продукцией можно ознакомиться в наших каталогах.
Также пружины дополнительно подвергаются разным типам обработки в зависимости от того, какими характеристиками должно обладать готовое изделие. Так, продукция может шлифоваться, на нее наносят специальные покрытия, обрабатывают с использованием высоких температур и т.д.
Материал для изготовления пружин
Пружины растяжения принято разделять на несколько категорий в зависимости от того, из чего они произведены. Материалом для пружин служат:
- стали пружинные,
- стали непружинные,
- различные сплавы.
На Сланцевском заводе изделия изготавливают из стали марки 65Г (в соответствии с ГОСТом), а также из различных видов легированных сталей. Широко применяется нержавеющая проволока. Сплавы, которые используются на производстве, служат для изготовления коррозионностойких, жаропрочных, легких пружин.
Если вам необходима продукция с какими-либо определенными параметрами, то лучше заказать изготовление пружин растяжения по индивидуальным чертежам. Сотрудники нашего предприятия помогут вам рассчитать пружины, при необходимости подскажут все дополнительные параметры, чтобы готовое изделие полностью соответствовало вашим требованиям.
Источник
Хотите начать сотрудничать с нами?
Оставьте заявку на бесплатный звонок и мы свяжемся с Вами.
⭐⭐⭐⭐⭐ Пружины растяжения-изделия спирально-цилиндрической формы, состоящее из витков стали с
крючками или кольцами на концах. Они широко используются в приборостроении, машиностроительной, хозяйственной отрасли,
ими комплектуется промышленное оборудование. Основная функция – передача упруго-поступательных движений, поглощение
колебаний. У пружины растяжения в ненагруженном состоянии сомкнуты витки. Она ориентирована на воздействие сил направленных
противоположно друг другу вдоль оси пружины. Так обеспечивается высокий коэффициент жесткости по сравнению с другими типами
при одинаковых технических параметрах. Для придания определенных характеристик используется термообработка, специальные
защитные составы. Для обеспечения точности готовые изделия подвергаются испытаниям, проверке на специализированных
электронных приборах.
Что такое пружина растяжения?
Для оформления заказа на изготовление пружины растяжения, необходимо предоставить образец или чертеж.
Важно укатать требуемые характеристики изделия:
• диаметр проволоки;
• диаметр пружины;
• длину;
• направление навивки: правое или левое.
Первый вариант – стандарт, во втором случае наносится специальное обозначение.
Заказчик определяет и материал, применяемый для производства. Это сплавы, устойчивые к
коррозии, температурному воздействию, пружинные и непружинные марки стали. Отечественные
материалы соответствуют стандартам ГОСТ, сталь и сплавы, поставляемые зарубежными
производителями, отвечают международным стандартам. Так обеспечивается устойчивость
к нагрузкам, упругость изделия.
Как заказать расчет пружины растяжения?
Чтобы купить пружины растяжения полностью соответствующие определенным техническим,
технологическим требованиям, необходимо выполнить расчет. Для этого требуются исходные параметры.
Заказчику необходимо указать следующие параметры пружины:
• D2- внутренний диаметр зацепа
• L0′- длина пружины по телу
• L0 — длина пружины между зацепами
• индекс пружины
• рабочий ход
• размер открытой части зацепа
• жёсткость пружины
• F1 — предварительная нагрузка
• F2 — рабочая нагрузка
• F3 — максимальная нагрузка
• F1, L1 — длина пружины между зацепами при нагрузке
• максимальные касательные напряжения
• масса, вес пружины обозначается буквой «m» выражается в кг
Все вышеперечисленные данные используются вместе с данными об оборудовании, механизмах, для которых
заказывается изделие. Тут важен допустимый срок эксплуатации, наличие агрессивных сред, температурные
режимы. Для предотвращения растяжения пружины выполняется проверка максимальных касательных напряжений.
Еще один важный параметр – величина расчета усилий, она может выражаться в килограммах или Ньютонах.
Также следует учесть компоновку зацепа. Это стандартная схема, где зацеп выводится на центр из полного
витка к центру или зацеп вытянутой формы крючкового типа. Также зацепы выводятся из витков под
определенным углом. Конструкция зависит от технических условий
Гост пружины растяжения
ГОСТ для пружин растяжения определяет нормативные требования, обеспечивающие необходимые технические,
эксплуатационные характеристики. Стандарт позволяет подобрать характеристики, соответствующие
технологической среде, произвести расчеты изделия. Процесс, начинающийся с формирования перечня
параметров, заканчивающийся расчетом, называет проектированием. Тут закладывается надежность,
соответствие техническим параметрам, эксплуатационным требованиям.
Виды пружин растяжения
Магазин пружин растяжения предлагает различные виды изделий, производит их по индивидуальному заказу.
В зависимости от специфики работы они бывают:
• спиральными – ориентированы на накопление, преобразование энергии широко применяются в машиностроении,
изготавливаются из проволоки тонкого диаметра;
• конические – универсальный тип пружин, применяемый в различных отраслях для равномерного распределения нагрузки.
Заказать или купить пружину растяжения в Москве, выполненную из высококачественных материалов на высокоточном оборудовании,
соответствующую на 100% заявленным параметрам характеристикам предлагаем у нас. Клиентам гарантируется современный сервис,
включающий квалифицированную информационную поддержку, гибкую систему сотрудничества, удобную систему оплаты,
доступную ценовую политику. Договоренности выполняются в полном объеме с соблюдением сроков, штат опытных менеджеров
и мастеров исключает организационные, технические ошибки. Это инвестиции в качество, точность, которое обеспечивает
бесперебойную работу оборудования, машин и механизмов.
Источник