БІЛОРУСЬКИЙ ГОСУДРАСТВЕННИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІНФОРМАТИКИ І РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
Кафедра інженерної графіки
РЕФЕРАТ
На тему:
"Плоскі пружини, мембрани, сильфони і трубчасті пружини. Амортизатори "
МІНСЬК, 2008
Плоскі пружини
Плоскі прямі пружини застосовують, коли необхідні невеликі зусилля і переміщення, наприклад, в різних контактних пристроях: контактних пружинах реле і перемикачів, ковзних струмопроводах, натяжних пружинах храпових механізмів (рис. 1).
Перетин таких пружин частіше всього прямокутне. Можливе використання пружин з круглої дроту. Ці пружини зручні, якщо напрямок дії сили не визначено або може змінюватися в процесі роботи механізму. Плоскі консольні пружини виготовляють з пружних стрічок (сталевих, бронзових) у вигляді прямокутних смужок (рис. 1, а), причому їх ширина b набагато більше товщини h .
При конструюванні плоским пружинам завжди можна надати зручну для розміщення в пристрої форму. Великий недолік цих пружин - неможливість отримання при малих деформаціях досить великих зусиль. Для забезпечення значних зусиль при малому прогині (малогабаритні реле, вібростійкі контактні пристрої) застосовують пружини з попереднім натягом (рис. 1, б, в). У вільному стані пружина 1 має вигнуту форму, а після попереднього навантаження натискний пластиною 2 - пряму. Пружини з попередніми нагружением сприймають тільки односторонню навантаження.
Якщо попередній прогин пружини обмежений і потрібні великі зусилля (пружні щітки генератора), то одну пластину замінюють пакетом пластин (рис. 1, г) з забезпеченням для них вільного відносного зсуву. Кількість пластин в пакеті пружини визначається розрахунком.
Плоску пряму пружину розраховують на деформацію згину як консольний стрижень, жорстко закріплений одним кінцем і навантажений зосередженою силою F на кінці.
Рис. 1
h
1
1
г
б
а
в
F
Процес проектування полягає в підборі такої комбінації розмірів в„“, b і h пружини (див. рис. 1, а), при якому максимальні напруги (в місці закріплення) не перевищують допустимих, а прогин пружини на кінці дорівнює заданому переміщенню. Отримані розміри ширини b і товщини h доводиться коректувати відповідно до сортаментом стрічок із прийнятого пружинного матеріалу. При b / h <3 ... 5 пружини чутливі до поперечних навантажень, так як жорсткість в різних напрямках приблизно однакова. При b / h> 30 ... 50 пружина може отримати помітне закручування і вигин в поперечному напрямку. Не рекомендується приймати відношення в„“ / b <1 ... 2, при якому відчутний вплив місцевих деформацій в закріпленні і місці прикладання навантаження. Пружна характеристика таких пружин залежить від конструкції і технології виготовлення елементів кріплення. Не рекомендується приймати в„“ / b> 30 ... 50, так як при цьому зростають габарити пружин.
Для прямих плоских пружин найчастіше використовують сталі марок У8А і 60С2А (при дії знакозмінного навантаження).
Біметалічні плоскі пружини
Біметалічні плоскі пружини одержують шляхом зварювання, паяння або спільної прокатки двох пластин з металів з різними температурними коефіцієнтами лінійного розширення. Принцип їх дії заснований на виникненні деформації згину при нагріванні чи охолодженні. При нагріванні пружина вигинається в бік пластини з меншим коефіцієнтом лінійного розширення, а при охолодженні - в протилежну сторону.
Матеріали обох пластин повинні мати якомога більше відрізняються коефіцієнти лінійного розширення, високі пружні властивості, добре зварюватися або споюють, володіти високою пластичністю для прокатки в стрічки товщиною 0,2 ... 2,0 мм. При експлуатації в умовах високої температури матеріали пластин повинні бути і термостійкими. В якості матеріалу з низьким коефіцієнтом лінійного розширення використовують железонікелевие стали, наприклад, інвар Н36 (36 ... 37% Ni), платинит Н42. З матеріалів з великим коефіцієнтом лінійного розширення використовують нікельмолібденових і хромонікелевих сталей, латунь. Застосовуються біметалічні пружини як чутливі елементи, що реагують на зміну температури в терморегуляторах і в електровимірювальних приладах.
Спіральні пружини
Спіральні пружини являють собою навиті по спіралі стрічку, яка створює момент, що діє в площині, перпендикулярній осі пружини.
За призначенням їх поділяють на заводні в пружинних двигунах і моментні в коливальних системах.
Заводні пружини (рис. 2) використовують у механізмах відліку часу, самописних приладах. Один кінець пружини закріплений на рухомій осі, а інший - на нерухомому елементі.
Пружинні двигуни зазвичай виконуються з обертовим барабаном. Заводяться вони обертанням заводного валика радіусом r . При закручуванні на вал пружина вигинається до дотику всіх витків (рис. 2, б), накопичуючи запас потенційної енергії. При розкручуванні рух від барабана повідомляється передавальному механізму. Такі пружини мають ряд переваг: зручно компонуються в пристроях; забезпечують значний робочий хід і досить високий ККД 0,6 ... 0,8; надійні в роботі і витримують великі динамічні перевантаження; матеріал пружини навантажений рівномірно по всій довжині.
Рис. 2
При заданих розмірах барабана і поперечного перерізу пружини пружинний двигун має найбільше число оборотів, якщо внутрішній радіус r
