Файл: Радчик А.С. Пружины и рессоры.pdf

грузке при температуре окружающей среды 20° С; a — коэф­ фициент, учитывающий цикличность нагружения (число

и предполагаемого диаметра проволоки по графикам, пред­

Значения допускаемых напряжений для пружин, подвер­ гающихся заневоливанию, увеличивают на 15—20%.

Когда число циклов нагружения превышает 107 , вы­ полняют проверочный расчет, определяя коэффициент за­ паса п по выносливости. Расчет по пределу выносливости выполняют, если имеет место неравенство

Механические свойства различных групп рессорно-пружин- ных сталей приведены в табл. 6.

23

При неизвестных значениях усталостных характеристик

проволоки пользуются одной из приближенных формул:

Рис. 4. Графики для выбора допускаемых напряжений на скручивание:

а, б — допускаемые напряжения в статике в зависимости от диаметра проволо­ ки или прутка; в — коэффициент снижения допускаемых н а п р я ж е н и й в зави­ симости от коэффициента асимметрии и числа циклов н а г р у ж е н н я ; г — коэф­ фициент с н и ж е н и я допускаемых напряжений в зависимости от температуры.

24

жения назначаются, исходя из условий статического на­ гружения пружины, если соотношение (1) не выполняется.

К р а т к ие сведения о технологии изготовления

Цилиндрические винтовые пружины с диаметром про­ волоки до 12 мм изготовляют способом холодной навивки, при диаметре проволоки свыше 12 мм ее нагревают. Термо­ обработку (отжиг) проволоки перед навивкой производят только для пружин, изготовляемых без нагрева.

Навивку производят на токарных или специальных пружинонавивочных станках. При использовании токарных

25

станков применяют оправки (рис. 5, а). Диаметр оправки вследствие упругой отдачи проволоки после навивки дол­ жен быть несколько меньше внутреннего диаметра пружины. Методика расчета диаметра оправок изложена в работе [2].

оправке с отгибом проволоки (пружины растяжения); д — на штифтах с отги­

бом проволоки (пружины растяжения) .

Пружинонавивочные автоматы обладают большой про­ изводительностью и применяются в условиях серийного и массового производства. Принцип их работы основан на формировании винтовой линии по трем точкам, которые овеществляются подающим механизмом и двумя специаль­ ными штифтами (рис. 5, б).

Фасонные винтовые пружины навиваются на оправках соответствующей формы либо на специально настроенных пружинонавивочных автоматах.

При навивке пружин сжатия их опорные витки «под­ жимаются» к рабочим так, чтобы опорная плоскость была

26

перпендикулярна к оси пружины. Это необходимо для обес­ печения центрального приложения нагрузки.

Пружины растяжения с первоначальным межвитковым давлением навиваются на оправках со скручиванием прово­

(рис. 5, г). На штифтах отгиб осуществляется их специаль­

Навивка пружин из толстого пруткового материала про­ изводится на оправках при температуре 800—1000° С. Перед навивкой концы заготовок пружин сжатия оттяги­ ваются с таким расчетом, чтобы торцы пружин были плос­ кими на протяжении 3/4 длины витка.

Плоские спиральные пружины образуются путем на­ вивки ленты на специальную оправку (федеркерн) таким образом, чтобы витки последовательно накладывались и плотно прилегали друг к другу. После навивки все спираль­ ные пружины подвергаются заневоливанию.

Тарельчатые пружины изготовляют из листового мате­ риала посредством холодной (при толщине листа до 6 мм) либо горячей (при толщине листа свыше 6 мм) штамповки.

Торцы винтовых пружин сжатия протягиваются или шлифуются, а концевым виткам пружин растяжения и кру­ чения придается специальная форма захватов.

Пружины, навитые из термически обработанной прово­ локи, подвергаются невысокому (до 300° С) отпуску. Осталь­ ные пружины подвергаются закалке и отпуску, режимы которых приведены в работе [3].

Д л я повышения нагрузочной способности пружины заневоливают и подвергают поверхность упрочняющим видам обработки: дробеметному наклецу, азотированию и т. д. В случае необходимости поверхность пружины покрывае­ тся гальваническими покрытиями или лаком. Заключи­ тельными операциями являются контроль и испытания пружин.

27

Г л а в а II

ПРУЖИНЫ Р А С Т Я Ж Е Н И Я - С Ж А Т И Я

Цилиндрические винтовые пружины

Цилиндрическая винтовая пружина представляет собой брус, осью которого является винтовая линия, расположен-

V W W W V V -

Л А А А А г

Рис. 6. Характеристики цилиндрических винтовых пружин:

а — растяжения; б — сжатия .

ная на цилиндрической поверхности. Пружины этого типа получили. Наибольшее распространение вследствие своих высоких эксплуатационных качеств, надежности работы и простоты изготовления.

В первом приближении можно считать, что характери­ стики этих пружин прямолинейны (рис. 6).

28

растягивающая пружину до появления напряжений, близ­ ких к пределу упругости, либо сжимающая пружину до соприкосновения витков; максимальной нагрузке соответ­ ствует длина # 8 ; Р„ — предварительное натяжение, обу­ словленное межвитковым давлением, которое создается при навивке 3aj<pj£rbix пружин растяжения; предварительным межвитковым давтгеттеж"объясТГяется то обстоятельство, что характеристика пружин растяжения не проходит через

витка (рис. 7, а) приводятся, в основном, к крутящему мо­ менту MKœ Р ^ и поперечной силе Q « Р. Эпюры на­ пряжений от этих силовых факторов и результирующая

эпюра показаны на рис. 7, б, в и г.

Из результирующей эпюры следует, что максимальное касательное напряжение т т а х возникает на внутреннем волокне, поскольку здесь совпадают по знаку наибольшее

29