Проектирование и расчет упругих узлов, пружин и механизмов.
Выполнение проектных и проверочных расчетов:
пружины растяжения
пружины сжатия
дисковые пружины
конические и фигурные пружины
торсионные пружины
Чертеж (включая вид, схему, техпаспорт, надписи)
Расчет на основе определенных характеристик
ПРОВЕРОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ ЧАСТЬ I
ПРОВЕРКА ТОРСИОННЫХ ПРУЖИН
Символы ……………………………………………… 2 Введение …………………………………………. 3 Основные формулы проверки для винтовых пружин ………………………………… 4 Основные проверочные формулы для спиральных пружин. 5
. 5 ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ И ПРОВЕРОЧНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ПРУЖИННЫХ КОЛЬЦ. 5
. 1 Общие положения ……………………………….. 5 2. Стандартная документация и технические для пружин. 5 3. Материалы для изготовления пружин …………………. 6 4. Методика поверки винтовых пружин
ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО
сжатие, растяжение, кручение ……………………………….. 9 8. Расчет упругих колец ……. …………….. 12 9. Определение размерных изменений пружин при навивке,
сжатие, растяжение, кручение ……………………………….. 7 5. Методика расчета конических пружин сжатия. 8 6. Методика расчета ………………………….. 9 7. Расчет винтовых пружин, развернутых на 180 градусов
Термическая обработка и трехкратная загрузка ………………… 13 10.. оборудование для намотки холодной пружины. 13 11. Перечень нормативно-технической документации, используемой в 16
по нормативно-техническим документам, применяемым при проектировании и проверке спиральных пружин. Ссылка ………………………………………… 16
НОМИНАЦИИ d, мм —
диаметр пружинной проволоки.
наружный диаметр, внутренний диаметр, средний диаметр пружины. средний диаметр наименьшего, наибольшего витка конической пружины
высота (длина) пружины в ненагруженном (свободном) состоянии
угол между крюками торсионной пружины в ненагруженном (свободном) состоянии.
высота (длина) пружины при предварительной, рабочей и максимальной нагрузке соответственно.
[σ], кгс/мм2 — допускаемое напряжение изгиба.
[М], кгс⋅мм — допускаемый изгибающий момент.
σс; Rm, кгс/мм2 — предел прочности пружины на растяжение
D1, D2, D0(D), мм — D0 min, D0 max, мм —
л0; H0, мм — α0, град.
i; с = D0 — показатель упругости (отношение среднего диаметра d пружины к диаметру проволоки).
л1, л2, л3;
H1, H2, H3, мм — t, мм — n1 — n — f1, f2, f3;
с1, с2, с3; -.
G, кгс/мм2 — модуль сдвига.
Е, кгс/мм2 — модуль упругости при растяжении и сжатии. [P], кгс — допустимая сила, необходимая для увеличения
λ1, λ2, λ3, мм
Ф1, Ф2, Ф3; — Р1, Р2, Р3, кгс
величина предварительной нагрузки, рабочей и максимальной нагрузки ≡ возвратной силы при деформации пружины на величину f1, f2, f3
— абсолютная угловая деформация пружины при начальном, рабочем и максимальном крутящем моменте соответственно.
DIn, мм — внутренний диаметр стопорного кольца. b, мм — ширина материала кольца.
а, мм — толщина материала упругого кольца. Двал, мм — диаметр вала.
φ1, φ2, φ3, град. — ω1, ω2, ω3, радианы.
коническая спиральная пружина.
Рсн; Fсн, кгс — усилие, с которым пружина сжимается до предела.
М1, М2, М3, кгс⋅мм — R = M/F, мм —
Возвратный момент пружины кручения при угловой деформации пружины (угол кручения) φ1, φ2, φ3. Среднее значение торсионной пружины. межвитковая сила пружины с натянутыми витками.
r1, мм — наименьший средний радиус рабочей части витков конической пружины.
фактор, учитывающий увеличение стресса
Hm, мм — высота полностью сжатой конической пружины. Дж; Jp, мм4 — полярный момент инерции.
C, кгс⋅мм2 — жесткость пружины.
касательные напряжения, возникающие в материале пружины при начальной, рабочей, максимальной нагрузке.
допустимое касательное напряжение.
[τ], кгс/мм2 — σ1, σ2, σ3, кгс/мм2
изгибающие напряжения, возникающие в пружине при начальном, рабочем и наибольшем крутящем моментах.
свободный ход пружины.
общее количество витков пружины.
количество рабочих витков пружины.
— абсолютная линейная деформация пружины при предварительной нагрузке, рабочей нагрузке и максимальной нагрузке соответственно.
радиус пружинного кольца.
кривизна витка в случае пружин сжатия или растяжения.
Внимание. В действующей нормативно-технической документации на винтовые пружины и пружинные кольца одни и те же параметры имеют разные обозначения.
[f′], мм – допустимое увеличение радиуса упругого кольца.
R, мм — средний радиус стопорного кольца.
РНП; Fнп, кгс — усилие, при котором витки начинают подстраиваться
r2, мм — наибольший средний радиус рабочей части витков конической пружины.
При разработке технологии изготовления данной спиральной пружины в поверочных расчетах необходимо учитывать факторы, влияющие на конечное качество пружины, такие как используемый материал и его соответствие требуемым геометрическим и физико-механическим свойствам, качество основных и вспомогательных подающих и формообразующих инструментов, способы и режимы термических операций доработки, последующих шлифовальных операций лицевых поверхностей, чистовых операций, технологических операций деформации пружины, степени дробеструйной обработки, способов отпуска пружины.
Спиральные пружины относятся к наиболее часто используемым пружинным элементам в машиностроении. Они используются во многих различных конструкциях в качестве упругих аккумуляторов энергии, в амортизирующих устройствах, двухтактных устройствах и многих других механических устройствах. В большинстве случаев пружины занимают небольшую площадь в строительном устройстве, но зачастую от них зависит ресурс, надежность и срок службы машины или устройства.
В материале технических указаний установлена методика технологических расчетов для обеспечения требуемых механических свойств винтовых пружин, изготавливаемых на машинах холодной навивки. Рекомендации, изложенные в РМГ, являются результатом обобщения практического опыта предприятия и научных работ отечественных авторов Пономарева С.Д., Андреева Л.Е., Курендаша Р.С., Остроумова В.П., Карпунина В.А., Радчика А.С., Малинина Н.Н., Чернышева Н.А. , Быков А.А., Андреев Л.Е., Коновалов А.А., Андреев Л.Е., Коновалов А.А., Фролов Г.Н., Шалин В.Н., Ушаков Н.Н. Заседателев С.М.
В зависимости от вида и величины принимаемых рабочих нагрузок существует большое разнообразие форм, размеров и конструкций пружинных крюков. В сборке автомобилей ВАЗ, КАМАЗ, ГАЗ, УАЗ задействовано более 15 000 элементов, 5% из которых составляют рессоры с диаметром проволоки от 0,2 до 30 мм. Ежемесячно проектируются новые, своевременные узлы машин и механизмов с новыми пружинами.
Использование РТМ повысит качество технологических разработок, снизит процент переделок механообрабатывающих приспособлений, станет существенным подспорьем для технологов и специалистов в освоении новых типов винтовых пружин. РТМ также может быть полезен молодым специалистам, технологам и регулировщикам рессорного производства для повышения их квалификации и уровня квалификации, а также в качестве справочной литературы.
Вопросы, возникающие в процессе разработки, освоения и внедрения новых конструкций винтовых пружин, в основном связаны с обеспечением требуемых нагрузочных и геометрических свойств изделия.
Настоящее ПТМ не распространяется на пружины, предназначенные для работы при повышенных температурах, а также в агрессивных и других средах, требующих применения специальных материалов.
При проектировании пружин указанные в чертеже допуски нагрузки, геометрические особенности и физико-механические свойства материала в большинстве случаев не согласуются друг с другом. По одному параметру такой пружины невозможно обеспечить остальные параметры в процессе производства, что приводит к увеличению времени разработки, расходу основных и вспомогательных материалов и не гарантирует требуемого качества конечной пружины.Более того
Винтовые пружины с геометрическим отклонением гарантированно бракуются по нагрузочным характеристикам.
ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ И ПРОВЕРОЧНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ВИНТОВЫХ ПРУЖИН
ИЗ КРУГЛЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРУЖИН.
