Как установить пружину растяжения
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
Замена пружины подвески своими руками
За счет сжатия и растяжения пружина гасит неровности, ухабы на дороге, а также колебания корпуса авто. Поскольку пружины принимают на себя самые сильные удары, они часто лопаются, хотя это обнаружить весьма сложно, пока ее не снять. Опытные водители могут угадать проблему по ударам на ямках, уводом автомобиля или шумам в ходовой. Замена пружины подвески своими руками не вызывает сложностей при соблюдении предварительных этапов. При наличии соответствующего оборудования, доступна даже начинающим.
Рассмотрим этапы снятия и замены передней, задней пружины подвески автомобиля. Процедура аналогична практически для любых марок автомобиля.
Замена передней пружины
Пружины меняются в паре, как и тормозные диски. Это вызвано тем, что они должны быть равными по высоте, чтобы не вызвать перекосов передка автомобиля.
Инструментарий
• стяжки;
• головка ключа 21;
• шестигранный ключ, 7;
• домкрат;
• лом.
Стяжки — основной элемент процедуры замены пружин
Мы исходим из того, что передний амортизатор в сборе с пружиной уже вытащен из своего гнезда. Снятие амортизатора – кропотливая процедура, которая подразумевает демонтаж фронтальной пластиковой панели, колеса, передней фары.
Перед началом замены амортизатор в сборе должен выглядеть так:
Что мы делаем
1. Накладываем стяжки с обеих сторон пружины и прихватываем их.
2. Закручиваем стяжки, пружина сжимается. Не надо торопиться, делаем все аккуратно и попеременно.
3. Откручиваем гайку крепления опоры амортизатора с помощью ключа на 21 и шестигранника.
4. Снимаем опору.
5. В разборном виде верхняя опора состоит из четырех компонентов: гайки, нижней опоры амортизатора, подшипника и опорной чашки пружины.
6. Эти элементы заменяемы, они могут быть повреждены, как и пружина. Например, опорная чашка может ржаветь со временем.
7. Легко снимаем старую пружину с пыльником со штока амортизатора. Стяжки не трогаем.
8. Смазываем силиконом или другой густой смазкой опорную полусферу кузова, дабы исключить скрип при езде.
9. Меняем пружину и собираем амортизатор с опорой.
10. Снимаем стяжки, освобождая естественный ход пружины.
11. Устанавливаем амортизатор в сборе в свое гнездо.
Время процедуры 25-30 минут, а полностью снятие и монтаж амортизатора с заменой пружины подвески своими руками займет около 2 часов.
Как сжать пружину в полевых условиях
Некоторые умельцы используют ремни безопасности при отсутствии стяжек. Для работы надо 2 ремня безопасности, 2 рычага (арматура, крепкие палки, трубы).
Процедура сжатия пружины
1. Продеть ремни с обеих сторон пружины и завязать надежным узлом.
2. В качестве рычагов берем указанные выше материалы.
3. Пружина кладется на бок.
4. Рычаг просовываем под каждый ремень и закручиваем. Фиксируем проволокой.
5. Начинаем попеременно крутить рычаги, чтобы сжать пружину.
6. Пружина сжата, продолжаем следующие процедуры.
Замена задней пружины подвески своими руками
Задние пружины бывают двух типов: в сборе с амортизатором и без него (например, на Рено Логан). Их также следует менять парно на одной оси. Как и в случае с передними пружинами, предполагается, что предварительные этапы выполнены и пружина доступна для демонтажа.
Без амортизатора
1. Поднимаем заднюю часть автомобиля на домкрате.
2. Устанавливаем стяжки на пружину и сжимаем до нужного положения.
3. С помощью плоской отвертки вынимаем пружину из гнезда.
4. Снимаем стяжки, а также верхнюю и нижнюю резинки.
5. Меняем пружину и совершаем обратный процесс сборки.
С амортизатором
1. Открутить нижние болты амортизатора.
2. Домкратим задок автомобиля (под чулок заднего моста).
3. По мере поднятия следим за тормозным шлангом и пружиной, которая постепенно выходит из своего гнезда.
4. При достаточной высоте поднятия снимаем пружину, а также проставки.
5. Меняем пружину в сборе с амортизатором.
6. При обратной поставке важно, чтобы пружина точно вошла в нижнее углубление чашки.
7. Опускаем кузов автомобиля.
8. Закручиваем нижние болты амортизатора.
При правильно проведенной замене клиренс увеличивается на 6-7 см.
Источник
Прежде чем давать ответ на вопрос, как делают пружины растяжения или сжатия, необходимо прояснить их назначение, характеристики и их зависимость от геометрических размеров, свойств материалов и других влияющих факторов.
Определение
Пружина – это свёрнутая в спираль металлическая проволока. Её назначение – восстановление своих первоначальных размеров после деформации, вызванной растяжением или сжатием, а также упругое сопротивление такой деформации.
Геометрические особенности
В зависимости от назначения витки могут прилегать один к другому или иметь между собой некоторое расстояние. Также они бывают постоянного (цилиндрические) или переменного (конические) диаметров.
Крайние витки у пружин растяжения, как правило, отгибаются перпендикулярно остальным, чтобы за них можно было зацепиться. У пружин сжатия в некоторых случаях их шлифуют для получения плоской опорной поверхности.
Требования к материалам. Механические характеристики и термообработка
Процесс растяжения или сжатия – это деформация. Чтобы она могла происходить многократно, возникающие при изменении размеров напряжения не должны превышать предел упругости, т. е. некую величину, после которой возможно полное восстановление размеров.
Механические характеристики металлов, из которых изготавливают пружины, зависят от термообработки. В частности, у большинства углеродистых и легированных сталей упругость повышается после закалки. Чтобы избежать хрупкости металла или сплава, повысить его выносливость – способность воспринимать многократные деформации – его дополнительно подвергают отпуску.
У других пружинных материалов, не являющихся сталями – например, сплава 36НХТЮ, бериллиевая бронза и др. – улучшение механических параметров происходит после старения (нагрева и выдержки при высокой температуре).
В процессе изготовления – навивке – металл должен хорошо деформироваться. Его предел текучести – напряжение, при котором пластическая (неупругая) деформация происходит без увеличения нагрузки – должен быть как можно более низким. Для этого материал будущего изделия перед началом технологического процесса отжигают.
Один из центральных процессов изготовления – получение проволочной спирали. Он производится навивкой проволоки или прутка на оправку. Она может иметь цилиндрическую коническую или другую форму.
В зависимости от назначения изделия витки навиваются вплотную один к другому или с определённым шагом.
Плотная навивка обычно применяется для пружин растяжения, с шагом – для сжатия.
Холодный и горячий способы
Навивка пружинной проволоки на оправку может производиться с предварительным нагревом и без него.
При изготовлении изделий из тонкой проволоки нагрузка на оборудование невелика. Поэтому процесс можно вести холодным способом, без предварительного нагрева материала. Выбирая радиус оправки, следует учесть, что у до начала пластической деформации материалы сохраняют определённый запас упругости. После окончания навивки диаметр витков увеличивается.
Если проволока изготовлена из стали, обладающей в состоянии поставки высоким пределом текучести, перед началом процесса, её отжигают – нагревают и медленно охлаждают вместе с печью.
При изготовлении пружин и прутка большого диаметра (обычно более 16 мм) навивка ведётся горячим способом. Пруток нагревают до температуры, при которой текучесть снижается до минимума (около 600 С) и навивают на оправку, не охлаждая.
После окончания навивки у будущих пружин растяжения отгибают крайние витки, придают им требуемую форму. У пружин сжатия они могут шлифоваться, если последующая эксплуатация потребует плоских опорных поверхностей.
Термообработка после навивки
Как уже отмечалось ранее, механические свойства материалов пружин могут значительно меняться в зависимости от состояния материала.
Стальные — после завершения техпроцессов, связанных с пластической деформацией подвергают закалке и отпуску. Конкретный набор термических процессов определяется свойствами сталей и требованиями к готовым изделиям.
Пружины из других сплавов упрочняют другими способами, например, старением.
Нанесение покрытий
Поверхность готовой продукции для придания ей коррозионной стойкости подвергается химической обработке: оксидирование, анодирование, покрытие цинком и т.д.
Выбор конкретного вида обработки определяется материалом пружины и предполагаемыми условиями эксплуатации.
Источник