องค์ประกอบยืดหยุ่น สูตรความตึงสปริง สปริงยืดหยุ่น

รถแต่ละคันมีชิ้นส่วนเฉพาะที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานจากส่วนอื่นๆ ทั้งหมด พวกมันเรียกว่าองค์ประกอบยืดหยุ่น องค์ประกอบยางยืดมีการออกแบบที่แตกต่างกันและแตกต่างกันมาก จึงสามารถให้คำจำกัดความทั่วไปได้

องค์ประกอบยืดหยุ่น คือชิ้นส่วนของเครื่องจักรที่ทำงานโดยอาศัยความสามารถในการเปลี่ยนรูปร่างภายใต้อิทธิพลของภาระภายนอกและคืนสภาพให้คงรูปเดิมหลังจากถอดภาระนี้ออก

หรือคำจำกัดความอื่น:

องค์ประกอบยืดหยุ่น –ชิ้นส่วนที่มีความแข็งแกร่งต่ำกว่าส่วนอื่นมากและมีการเสียรูปสูงกว่า

ด้วยคุณสมบัตินี้ องค์ประกอบที่ยืดหยุ่นจึงเป็นองค์ประกอบแรกที่รับรู้ถึงแรงกระแทก การสั่นสะเทือน และการเสียรูป

ส่วนใหญ่แล้ว องค์ประกอบที่ยืดหยุ่นจะตรวจจับได้ง่ายเมื่อตรวจสอบรถยนต์ เช่น ยางล้อ สปริงและสปริง เบาะนั่งแบบนุ่มสำหรับผู้ขับขี่และผู้ขับ

บางครั้งองค์ประกอบยืดหยุ่นจะถูกซ่อนไว้ภายใต้หน้ากากของส่วนอื่น เช่น เพลาบิดบาง สตั๊ดที่มีคอยาวบาง ก้านที่มีผนังบาง ปะเก็น เปลือก ฯลฯ อย่างไรก็ตาม นักออกแบบที่มีประสบการณ์จะสามารถจดจำและใช้องค์ประกอบยืดหยุ่นที่ "ปลอมตัว" ดังกล่าวได้อย่างแม่นยำด้วยความแข็งแกร่งที่ค่อนข้างต่ำ

องค์ประกอบยืดหยุ่นค้นหาการใช้งานที่กว้างที่สุด:

สำหรับการดูดซับแรงกระแทก (ลดการเร่งความเร็วและแรงเฉื่อยในระหว่างการกระแทกและการสั่นสะเทือน เนื่องจากองค์ประกอบยืดหยุ่นมีเวลาการเปลี่ยนรูปนานกว่าอย่างเห็นได้ชัด เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่แข็ง เช่น สปริงของรถยนต์)

เพื่อสร้างแรงคงที่ (เช่น แหวนอีลาสติกและแหวนแยกใต้น็อตจะสร้างแรงเสียดทานคงที่ในเกลียว ซึ่งช่วยป้องกัน คลายเกลียวตัวเอง, แรงกดของแผ่นคลัช);

สำหรับการปิดแรงของคู่จลนศาสตร์เพื่อกำจัดอิทธิพลของช่องว่างที่มีต่อความแม่นยำของการเคลื่อนที่ เช่น ในกลไกการกระจายลูกเบี้ยวของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

เพื่อการสะสม (accumulation) พลังงานกล(สปริงนาฬิกา, สปริงกองหน้า, คันธนู, ยางหนังสติ๊ก ฯลฯ );

เพื่อวัดแรง (มาตราส่วนสปริงขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักและการเสียรูปของสปริงวัดตามกฎของฮุค)

เพื่อดูดซับพลังงานกระแทก เช่น สปริงกันกระแทกที่ใช้ในรถไฟและปืนใหญ่

อุปกรณ์ทางเทคนิคใช้องค์ประกอบยืดหยุ่นที่แตกต่างกันจำนวนมาก แต่องค์ประกอบที่พบบ่อยที่สุดคือองค์ประกอบสามประเภทต่อไปนี้ซึ่งมักทำจากโลหะ:

สปริง– องค์ประกอบยืดหยุ่นที่ออกแบบมาเพื่อสร้าง (รับรู้) โหลดแรงที่มีความเข้มข้น

ทอร์ชันบาร์- องค์ประกอบยืดหยุ่น มักทำในรูปแบบของเพลาและออกแบบมาเพื่อสร้าง (รับรู้) โหลดโมเมนต์ที่มีสมาธิ

เมมเบรน- องค์ประกอบยืดหยุ่นที่ออกแบบมาเพื่อสร้าง (รับรู้) แรง (ความดัน) ที่กระจายไปทั่วพื้นผิว

องค์ประกอบที่ยืดหยุ่นพบการใช้งานที่กว้างที่สุดในเทคโนโลยีสาขาต่างๆ สามารถพบได้ในปากกาหมึกซึมที่คุณเขียนโน้ตและในแขนเล็ก (เช่น สปริงหลัก) และใน MGKM (สปริงวาล์วของเครื่องยนต์สันดาปภายใน สปริงในคลัตช์และคลัตช์หลัก สปริงของสวิตช์สลับและสวิตช์ ข้อนิ้วยางในลิมิตเตอร์ การหมุนบาลานเซอร์ของยานพาหนะที่ถูกตีนตะขาบ ฯลฯ)

ในด้านเทคโนโลยี สปริงโมเมนต์และเพลาบิดถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเทคโนโลยี พร้อมด้วยสปริงอัดแรงดึงแกนเดี่ยวแบบขดลวดทรงกระบอก

ในส่วนนี้จะกล่าวถึงองค์ประกอบยืดหยุ่นจำนวนมากเพียงสองประเภทเท่านั้น: สปริงรับแรงอัดทรงกระบอกและ แถบทอร์ชัน.

การจำแนกองค์ประกอบยืดหยุ่น

1) ตามประเภทของโหลดที่สร้างขึ้น (รับรู้): พลัง(สปริง, โช้คอัพ, แดมเปอร์) - รับรู้แรงที่มีสมาธิ; ชั่วขณะ(สปริงโมเมนต์, ทอร์ชั่นบาร์) – แรงบิดเข้มข้น (สองสามแรง) ดูดซับโหลดแบบกระจาย(แผ่นเมมเบรนแรงดัน เครื่องเป่าลม ท่อบัวร์ดอน ฯลฯ)

2) ตามประเภทของวัสดุที่ใช้ในการผลิตองค์ประกอบยืดหยุ่น: โลหะ(เหล็ก, สแตนเลส, บรอนซ์, สปริงทองเหลือง, ทอร์ชั่นบาร์, เมมเบรน, เครื่องสูบลม, ท่อเบอร์ดอน) และ ไม่ใช่โลหะทำจากยางและพลาสติก (แดมเปอร์และโช้คอัพ, เมมเบรน)

3) ตามประเภทของความเค้นหลักที่เกิดขึ้นในวัสดุขององค์ประกอบยืดหยุ่นระหว่างการเปลี่ยนรูป: การบีบอัดความตึงเครียด(แท่ง, สายไฟ), แรงบิด(คอยล์สปริง, ทอร์ชันบาร์), ดัด(สปริงดัด,สปริง).

4) ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างโหลดที่กระทำต่อองค์ประกอบยืดหยุ่นและการเสียรูป: เชิงเส้น(กราฟโหลด-ความเครียดแสดงถึงเส้นตรง) และ

5) ขึ้นอยู่กับรูปร่างและการออกแบบ: สปริง, สกรูทรงกระบอก, เดี่ยวและมัลติคอร์, สกรูทรงกรวย, สกรูกระบอก, แผ่นกลม, เจาะรูทรงกระบอก, เกลียว(ริบบิ้นและกลม) แบนสปริง(สปริงดัดหลายชั้น) แถบทอร์ชัน(เพลาสปริง) หยิกงอและอื่น ๆ

6) ขึ้นอยู่กับวิธีการ การผลิต: บิด, หมุน, ประทับตรา, การเรียงพิมพ์และอื่น ๆ

7) สปริงแบ่งออกเป็นชั้นเรียน ชั้น 1 – สำหรับรอบโหลดจำนวนมาก (สปริงวาล์วของเครื่องยนต์รถยนต์) ชั้น 2 สำหรับรอบการโหลดจำนวนปานกลาง และชั้น 3 – สำหรับรอบการโหลดจำนวนน้อย

8) ตามความแม่นยำ สปริงจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่ม กลุ่มความแม่นยำที่ 1 ที่มีการเบี่ยงเบนที่อนุญาตในแรงและการเคลื่อนไหวแบบยืดหยุ่น ± 5%, กลุ่มความแม่นยำที่ 2 - โดย ± 10% และกลุ่มความแม่นยำที่ 3 ± 20%

ข้าว. 1. องค์ประกอบยืดหยุ่นบางส่วนของเครื่องจักร: คอยล์สปริง - ก)เคล็ดขัดยอก ข)การบีบอัด, วี)การบีบอัดทรงกรวย ช)แรงบิด;

ง)สปริงอัดแบบยืดไสลด์; จ)สปริงดิสก์แบบเรียงซ้อน

และ , ชม)แหวนสปริง; และ)สปริงอัดแบบผสม ถึง)สปริงเกลียว

ฏ)สปริงดัด; ม)สปริง (สปริงดัดแบบเรียงซ้อน); ม)ลูกกลิ้งบิด

โดยทั่วไปแล้วองค์ประกอบยืดหยุ่นจะทำในรูปแบบของสปริงที่มีการออกแบบต่างๆ (รูปที่ 1.1)

ข้าว. 1.1.การออกแบบสปริง

สปริงดึงแบบยืดหยุ่นเป็นชนิดที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องจักร (รูปที่ 1.1, ก) การบีบอัด (รูปที่ 1.1, ข) และแรงบิด (รูปที่ 1.1, วี) ที่มีโปรไฟล์หน้าตัดลวดที่แตกต่างกัน รูปทรงก็ใช้เช่นกัน (รูปที่ 1.1, ช) ควั่น (รูปที่ 1.1, ง) และสปริงคอมโพสิต (รูปที่ 1.1, จ) มีลักษณะยืดหยุ่นที่ซับซ้อนและใช้ภายใต้โหลดที่ซับซ้อนและสูง

ในงานวิศวกรรมเครื่องกล สิ่งที่แพร่หลายที่สุดคือสปริงสกรูแกนเดียวที่บิดจากลวด - ทรงกระบอก ทรงกรวย และทรงถัง สปริงทรงกระบอกมีลักษณะเป็นเส้นตรง (ความสัมพันธ์ระหว่างแรง-การเปลี่ยนรูป) ส่วนอีกสองตัวมีลักษณะไม่เชิงเส้น สปริงรูปทรงกระบอกหรือทรงกรวยสะดวกในการวางในเครื่องจักร ในสปริงอัดและสปริงยืดแบบยืดหยุ่น คอยล์อาจมีแรงบิด

คอยล์สปริงมักทำโดยการพันลวดเข้ากับแมนเดรล ในกรณีนี้สปริงจากลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 8 มม. จะถูกพันในลักษณะเย็นและจากลวด (แกน) เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น– วิธีร้อน นั่นคือ โดยให้ความร้อนชิ้นงานก่อนจนถึงอุณหภูมิความเป็นพลาสติกของโลหะ สปริงอัดถูกพันด้วยระยะห่างที่ต้องการระหว่างรอบ เมื่อทำการพันสปริงแรงดึง ลวดมักจะได้รับการหมุนตามแกนเพิ่มเติม เพื่อให้แน่ใจว่าการหมุนเข้าหากันแน่นพอดี ด้วยวิธีม้วนแบบนี้ แรงอัดจะเกิดขึ้นระหว่างการหมุน ซึ่งสูงถึง 30% ของค่าสูงสุดที่อนุญาตสำหรับสปริงที่กำหนด ในการเชื่อมต่อกับส่วนอื่น ๆ จะใช้รถพ่วงหลายประเภทเช่นแบบขดลวดโค้ง (รูปที่ 1.1, ก). ขั้นสูงสุดคือการยึดโดยใช้ปลั๊กสกรูแบบเกลียวพร้อมตะขอ

สปริงอัดถูกพันด้วยขดแบบเปิดโดยมีช่องว่างระหว่างขดลวดมากกว่าการเคลื่อนตัวแบบยืดหยุ่นตามแนวแกนที่คำนวณไว้ของแต่ละขดที่โหลดการทำงานสูงสุด 10...20% มักจะกดคอยล์สปริงอัดด้านนอกสุด (รองรับ) (รูปที่ 1.2) และ ขัดออกเพื่อให้ได้พื้นผิวลูกปืนที่เรียบตั้งฉากกับแกนตามยาวของสปริง โดยมีความยาวอย่างน้อย 75% ของความยาววงกลมของขดลวด หลังจากตัดแต่งแล้ว ขนาดที่ถูกต้องการดัดและการเจียรของคอยล์ปลายสปริงจะต้องผ่านการอบอ่อนให้คงตัว เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียความมั่นคง หากอัตราส่วนความสูงของสปริงในสถานะอิสระต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของสปริงมากกว่าสาม ควรวางสปริงไว้บนแมนเดรลหรือติดตั้งในถ้วยนำ

รูปที่ 1.2 คอยล์สปริงอัด

เพื่อให้สอดคล้องกับขนาดที่เล็กยิ่งขึ้นจึงใช้สปริงบิดแบบหลายเกลียว (ในรูปที่ 1.1, ง) แสดงภาพตัดขวางของสปริงดังกล่าว) ผลิตจากเกรดสูง ได้รับการจดสิทธิบัตรสายไฟ พวกเขามีความยืดหยุ่นเพิ่มขึ้นมีความแข็งแรงคงที่สูงและดูดซับแรงกระแทกได้ดี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการสึกหรอที่เพิ่มขึ้นซึ่งเกิดจากการเสียดสีระหว่างสายไฟ การกัดกร่อนของหน้าสัมผัส และความล้าที่ลดลง จึงไม่แนะนำให้ใช้กับโหลดแบบแปรผันที่มีรอบการโหลดจำนวนมาก สปริงทั้งสองถูกเลือกตาม GOST 13764-86... GOST 13776-86

สปริงคอมโพสิต(รูปที่ 1.1, จ)ใช้ภายใต้ภาระหนักและลดปรากฏการณ์การสั่นพ้อง ประกอบด้วยสปริงอัดหลายตัว (ปกติสองตัว) ที่อยู่ตรงกลางซึ่งดูดซับโหลดพร้อมกัน เพื่อกำจัดการบิดตัวรองรับส่วนปลายและการเยื้องศูนย์ สปริงต้องมีทิศทางการม้วนซ้ายและขวา ต้องมีช่องว่างในแนวรัศมีเพียงพอระหว่างกันและส่วนรองรับได้รับการออกแบบเพื่อไม่ให้สปริงเลื่อนด้านข้าง

หากต้องการรับคุณลักษณะโหลดแบบไม่เชิงเส้น ให้ใช้ มีรูปร่าง(โดยเฉพาะทรงกรวย) สปริง(รูปที่ 1.1, ช) การฉายภาพการหมุนซึ่งบนระนาบอ้างอิงมีรูปแบบเป็นเกลียว (อาร์คิมีเดียนหรือลอการิทึม)

ทรงกระบอกบิด สปริงบิดทำจากลวดกลมคล้ายสปริงแรงดึงและแรงอัด มีช่องว่างระหว่างทางเลี้ยวที่ใหญ่กว่าเล็กน้อย (เพื่อหลีกเลี่ยงการเสียดสีระหว่างการบรรทุก) พวกเขามีตะขอพิเศษด้วยความช่วยเหลือซึ่งแรงบิดภายนอกโหลดสปริงทำให้เกิดการหมุนของส่วนตัดขวางของขดลวด

สปริงพิเศษได้รับการพัฒนาหลายแบบ (รูปที่ 2)

มะเดื่อ 2. สปริงพิเศษ

ที่ใช้กันมากที่สุดคือรูปทรงแผ่นดิสก์ (รูปที่ 2, ก), แหวน (รูปที่ 2, ข) เกลียว (รูปที่ 2, วี) แท่ง (รูปที่ 2, ช) และแหนบ (รูปที่ 2, ง) ซึ่งนอกเหนือจากคุณสมบัติดูดซับแรงกระแทกแล้วยังมีความสามารถในการดับไฟสูง ( ชื้น) แรงสั่นสะเทือนเนื่องจากการเสียดสีระหว่างแผ่นเปลือกโลกอย่างไรก็ตามสปริงที่ควั่นก็มีความสามารถเหมือนกัน (รูปที่ 1.1, ง).

สำหรับแรงบิดที่สำคัญ ความสอดคล้องที่ค่อนข้างต่ำ และอิสระในการเคลื่อนที่ในทิศทางตามแนวแกน เพลาบิด(รูปที่ 2, ช).

สามารถใช้กับการโหลดในแนวแกนขนาดใหญ่และการเคลื่อนไหวขนาดเล็ก สปริงดิสก์และแหวน(รูปที่ 2, ก, ข), นอกจากนี้หลังเนื่องจากการกระจายพลังงานอย่างมีนัยสำคัญยังใช้กันอย่างแพร่หลายในโช้คอัพที่ทรงพลัง สปริง Belleville ใช้สำหรับการรับน้ำหนักมาก การเคลื่อนไหวแบบยืดหยุ่นเล็กน้อย และมีขนาดที่จำกัดตามแนวแกนของการรับน้ำหนัก

สำหรับขนาดแกนที่จำกัดและแรงบิดขนาดเล็ก จะใช้สปริงเกลียวแบบแบน (รูปที่ 2, วี).

เพื่อรักษาเสถียรภาพของลักษณะการรับน้ำหนักและเพิ่มความแข็งแรงคงที่ สปริงวิกฤตจะต้องได้รับการผ่าตัด ความเป็นทาส , เช่น. การโหลดภายใต้การเสียรูปของพลาสติกเกิดขึ้นในโซนหน้าตัดบางส่วนและในระหว่างการขนถ่ายความเค้นตกค้างจะเกิดขึ้นโดยมีเครื่องหมายตรงข้ามกับเครื่องหมายของความเค้นที่เกิดขึ้นภายใต้ภาระงาน

องค์ประกอบยืดหยุ่นที่ไม่ใช่โลหะ (รูปที่ 3) ซึ่งมักทำจากวัสดุยางหรือโพลีเมอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

รูปที่ 3 องค์ประกอบยางยืดของยางทั่วไป

องค์ประกอบยืดหยุ่นของยางดังกล่าวใช้ในการออกแบบข้อต่อแบบยืดหยุ่น ตัวรองรับการแยกการสั่นสะเทือน (รูปที่ 4) ระบบกันสะเทือนแบบอ่อนของยูนิต และโหลดวิกฤต ในกรณีนี้ การบิดเบือนและการวางแนวที่ไม่ถูกต้องจะได้รับการชดเชย เพื่อป้องกันยางจากการสึกหรอและการถ่ายเทน้ำหนัก จึงมีการใช้ชิ้นส่วนโลหะ เช่น ท่อ แผ่น ฯลฯ วัสดุองค์ประกอบ – ยางทางเทคนิคที่มีความต้านทานแรงดึง σ ≥ 8 MPa, โมดูลัสแรงเฉือน ช= 500...900 เมกะปาสคาล ในยาง เนื่องจากมีโมดูลัสยืดหยุ่นต่ำ พลังงานการสั่นสะเทือน 30 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์จึงกระจายไป ซึ่งมากกว่าเหล็กประมาณ 10 เท่า

ข้อดีขององค์ประกอบยางยืดของยางมีดังนี้: ฉนวนไฟฟ้าความสามารถ; ความสามารถในการหน่วงสูง (การกระจายพลังงานในยางถึง 30...80%); ความสามารถในการสะสมพลังงานต่อหน่วยมวลมากกว่า เหล็กสปริง(สูงสุด 10 ครั้ง)

ข้าว. 4. รองรับเพลายืดหยุ่น

สปริงและองค์ประกอบยางยืดของยางถูกนำมาใช้ในการออกแบบเกียร์ที่สำคัญบางชนิด ซึ่งพวกมันจะปรับจังหวะของแรงบิดที่ส่งให้เรียบขึ้น ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก (รูปที่ 5)

รูปที่ 5 องค์ประกอบยืดหยุ่นในเกียร์

ก– สปริงอัด, ข– แหนบ

ที่นี่องค์ประกอบที่ยืดหยุ่นจะรวมอยู่ในโครงสร้างเฟือง

สำหรับการบรรทุกหนัก เมื่อจำเป็นต้องกระจายแรงสั่นสะเทือนและแรงกระแทก จะใช้แพ็คเกจขององค์ประกอบยืดหยุ่น (สปริง)

แนวคิดก็คือเมื่อสปริงคอมโพสิตหรือสปริงลามิเนต (สปริง) เปลี่ยนรูป พลังงานจะกระจายไปเนื่องจากการเสียดสีซึ่งกันและกันขององค์ประกอบต่างๆ เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในสปริงลามิเนตและสปริงเกลียว

แหนบแหนบ (รูปที่ 2) ง) เนื่องจากการทำให้หมาด ๆ สูงจึงถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จตั้งแต่ขั้นตอนแรกของวิศวกรรมการขนส่งแม้จะอยู่ในระบบกันสะเทือนของรถม้าก็ตาม พวกมันจึงถูกนำมาใช้กับตู้รถไฟไฟฟ้าและรถไฟฟ้าของการผลิตครั้งแรก ซึ่งเนื่องจากความไม่เสถียรของแรงเสียดทาน ต่อมาถูกแทนที่ด้วยคอยล์สปริงพร้อมแดมเปอร์แบบขนาน ซึ่งสามารถพบได้ในรถยนต์บางรุ่นและเครื่องจักรสร้างถนน

สปริงทำจากวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงและมีคุณสมบัติยืดหยุ่นได้ดี เหล็กกล้าคาร์บอนสูงและอัลลอยด์ (ปริมาณคาร์บอน 0.5...1.1%) เหล็กกล้าเกรด 65, 70 มีคุณสมบัติดังกล่าวหลังจากผ่านกรรมวิธีทางความร้อนที่เหมาะสม เหล็กแมงกานีส 65G, 55GS; เหล็กซิลิคอน 60S2, 60S2A, 70SZA; เหล็กโครมวาเนเดียม 51HFA ฯลฯ โมดูลัสความยืดหยุ่นของเหล็กสปริง E = (2.1…2.2)∙ 10 5 MPa, โมดูลัสแรงเฉือน G = (7.6…8.2)∙ 10 4 MPa

สำหรับงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงจะใช้สแตนเลสหรือโลหะผสมของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก: บรอนซ์ BrOTs4-1, BrKMts3-1, BrB-2, โลหะโมเนล NMZhMts 28-25-1.5, ทองเหลือง, ฯลฯ โมดูลัสความยืดหยุ่นของทองแดง- โลหะผสมที่มีพื้นฐาน E = (1.2…1.3)∙ 10 5 MPa, โมดูลัสแรงเฉือน G = (4.5…5.0)∙ 10 4 MPa

ช่องสำหรับทำสปริง ได้แก่ ลวด เหล็กเส้น เหล็กเส้น เทป

คุณสมบัติทางกล มีการนำเสนอวัสดุบางอย่างที่ใช้ในการผลิตสปริงในตาราง 1.

ตารางที่ 1.สมบัติทางกลของวัสดุสปริง

วัสดุ	ยี่ห้อ	แรงดึงสูงสุดσ วี , MPa	ความแรงของแรงบิดτ , MPa	การยืดตัวδ , %
วัสดุที่มีธาตุเหล็ก
เหล็กกล้าคาร์บอน	65 70 75 85	1000 1050 1100 1150	800 850 900 1000	9 8 7 6
สายเปียโน		2000…3000	1200…1800	2…3
ลวดสปริงรีดเย็น (ความแรงปกติ - N, สูง - P และสูง - B)	เอ็น ป ใน	1000…1800 1200…2200 1400…2800	600…1000 700…1300 800…1600
เหล็กแมงกานีส	65ก 55GS	700 650	400 350	8 10
เหล็กโครเมี่ยมวาเนเดียม	50HFA	1300	1100
ทนต่อการกัดกร่อนเหล็ก	40H13	1100
เหล็กซิลิคอน	55С2 60С2เอ 70С3เอ	1300 1300 1800	1200 1200 1600	6 5 5
เหล็กโครเมียมแมงกานีส	50AHG 50เอชจีเอ	1300	1100 1200	5 6
นิกเกิลซิลิคอนเหล็ก	60С2Н2А	1800	1600
Chrome-ซิลิคอน-วาเนเดียมเหล็ก	60S2HFA	1900	1700
ทังสเตน-ซิลิคอนเหล็ก	65S2VA
โลหะผสมทองแดง
ดีบุก-สังกะสีบรอนซ์ แมงกานีสที่เป็นทรายสีบรอนซ์	BrO4Ts3 BrK3Mts1	800…900	500…550	1…2
เบริลเลียมบรอนซ์	BrB 2 BrB2.5	800…1000	500…600	3…5

การออกแบบและการคำนวณความตึงของขดลวดทรงกระบอกและสปริงอัด

สปริงที่ทำจากลวดกลมส่วนใหญ่จะใช้ในงานวิศวกรรมเครื่องกลเนื่องจากมีต้นทุนต่ำที่สุดและมีประสิทธิภาพที่ดีกว่าภายใต้ความเค้นบิด

สปริงมีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตพื้นฐานต่อไปนี้ (รูปที่ 6):

เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด (แกน) ง;

เส้นผ่านศูนย์กลางคอยล์สปริงเฉลี่ย ดี.

พารามิเตอร์การออกแบบคือ:

ดัชนีสปริงแสดงลักษณะความโค้งของขดลวด ค =ด/ง;

หมุนระดับเสียง ชม.;

มุมเกลียว α,α = อาร์คจี ชม. /(π ดี);

ความยาวของส่วนการทำงานของสปริง เอ็นอาร์;

จำนวนรอบทั้งหมด (รวมส่วนโค้งงอและส่วนรองรับ) n 1 ;

จำนวนรอบการทำงาน n.

พารามิเตอร์การออกแบบที่ระบุไว้ทั้งหมดเป็นปริมาณที่ไม่มีมิติ

พารามิเตอร์ความแข็งแรงและความยืดหยุ่น ได้แก่ :

- ความแข็งของสปริง z, ความแข็งของสปริงของขดลวดหนึ่งอันz 1 (โดยปกติหน่วยของความแข็งคือ N/mm)

- การทำงานขั้นต่ำป 1 , การทำงานสูงสุดป 2 และขีดจำกัด ปแรงสปริง 3 อัน (วัดเป็น N);

- ปริมาณการเสียรูปของสปริงเอฟภายใต้อิทธิพลของแรงที่ใช้

- จำนวนการเสียรูปของเทิร์นเดียวฉ ภายใต้ภาระ

รูปที่ 6. พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตพื้นฐานของคอยล์สปริง

องค์ประกอบยืดหยุ่นต้องมีการคำนวณที่แม่นยำมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องได้รับการออกแบบให้มีความแข็งแกร่งตั้งแต่นี้ ลักษณะหลัก. ในกรณีนี้ ความไม่ถูกต้องในการคำนวณไม่สามารถชดเชยด้วยการสำรองความแข็งแกร่งได้ อย่างไรก็ตาม การออกแบบองค์ประกอบยืดหยุ่นนั้นมีความหลากหลายมาก และวิธีการคำนวณก็ซับซ้อนมากจนไม่สามารถนำเสนอในสูตรทั่วไปใดๆ ได้

ยิ่งสปริงควรมีความยืดหยุ่นมากเท่าใด ดัชนีสปริงและจำนวนรอบก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น โดยปกติแล้ว ดัชนีสปริงจะถูกเลือกขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดภายในขีดจำกัดต่อไปนี้:

ง , มม...สูงถึง 2.5...3-5....6-12

กับ …… 5 – 12….4-10…4 – 9

ความแข็งของสปริง zเท่ากับขนาดของภาระที่ต้องใช้ในการเปลี่ยนรูปสปริงทั้งหมดต่อความยาวหน่วย และความแข็งของสปริงหนึ่งรอบ ซี 1เท่ากับขนาดของภาระที่ต้องใช้ในการทำให้สปริงเปลี่ยนรูปหนึ่งรอบต่อความยาวหน่วย การกำหนดสัญลักษณ์ เอฟแสดงถึงการเสียรูปซึ่งเป็นตัวห้อยที่จำเป็น เราสามารถเขียนความสอดคล้องระหว่างการเสียรูปและแรงที่ทำให้เกิดเหตุการณ์นั้นได้ (ดูความสัมพันธ์ข้อแรก (1))

ลักษณะแรงและความยืดหยุ่นของสปริงเชื่อมโยงกันด้วยความสัมพันธ์ง่ายๆ:

ทำคอยล์สปริง ลวดสปริงรีดเย็น(ดูตารางที่ 1) ให้เป็นมาตรฐาน มาตรฐานระบุ: เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของสปริง ดี เอ็น,เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด ง, แรงเปลี่ยนรูปสูงสุดที่อนุญาต ป 3จำกัดการเสียรูปของเทิร์นเดียว ฉ 3และความแข็งแกร่งของเทิร์นเดียว ซี 1. การคำนวณการออกแบบสปริงที่ทำจากลวดดังกล่าวดำเนินการโดยใช้วิธีการเลือก ในการกำหนดพารามิเตอร์สปริงทั้งหมด จำเป็นต้องทราบข้อมูลเบื้องต้น: แรงปฏิบัติการสูงสุดและต่ำสุด ป2และ ป 1และหนึ่งในสามค่าที่แสดงถึงความผิดปกติของสปริง - ขนาดของจังหวะการทำงาน ชม.ขนาดของความผิดปกติในการทำงานสูงสุด ฉ 2หรือความแข็ง zรวมถึงขนาดของพื้นที่ว่างในการติดตั้งสปริง

มักจะถ่าย ป 1 =(0,1…0,5) ป2และ ป 3 =(1,1…1,6) ป2. ต่อไปในแง่ของภาระสูงสุด ป 3เลือกสปริงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสม - สปริงตัวนอก ดี เอ็นและสายไฟ ง. สำหรับสปริงที่เลือก โดยใช้ความสัมพันธ์ (1) และพารามิเตอร์การเปลี่ยนรูปของหนึ่งเทิร์นที่ระบุในมาตรฐาน จะสามารถกำหนดความแข็งของสปริงที่ต้องการและจำนวนรอบการทำงานได้:

จำนวนรอบที่ได้จากการคำนวณจะปัดเศษเป็น 0.5 รอบที่ n≤ 20 และมากถึง 1 รอบที่ n> 20. เนื่องจากการหมุนด้านนอกสุดของสปริงอัดนั้นโค้งงอและกราวด์ (ไม่มีส่วนร่วมในการเปลี่ยนรูปของสปริง) โดยปกติจำนวนการหมุนทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น 1.5...2 รอบ นั่นคือ

ไม่มี 1 =n+(1,5 …2) . (3)

เมื่อทราบความแข็งของสปริงและน้ำหนักของสปริงแล้ว คุณสามารถคำนวณพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตทั้งหมดได้ ความยาวของสปริงอัดอยู่ในสถานะผิดรูปเต็มที่ (ภายใต้อิทธิพลของแรง) ป 3)

ชม 3 = (n 1 -0,5 )ง.(4)

ความยาวสปริงฟรี

ถัดไป คุณสามารถกำหนดความยาวของสปริงเมื่อโหลดด้วยกำลังงาน การบีบอัดล่วงหน้า ป 1และการทำงานสูงสุด ป2

เมื่อทำการวาดภาพการทำงานของสปริงจะต้องวาดแผนภาพ (กราฟ) ของการเสียรูปขนานกับแกนตามยาวของสปริงซึ่งมีการทำเครื่องหมายส่วนเบี่ยงเบนความยาวที่อนุญาต เอช 1, เอช 2, เอช 3และความแข็งแกร่ง ป 1, ป2, ป 3. ในภาพวาด จะมีการระบุขนาดอ้างอิง: ระยะพิทช์ของขดลวดสปริง ชั่วโมง =ฉ 3 +งและมุมที่เพิ่มขึ้นของเทิร์น α = อาร์คจี( ชม/พี ง).

คอยล์สปริงแบบเกลียว, ทำจากวัสดุอื่นไม่ได้มาตรฐาน

ปัจจัยแรงที่กระทำต่อส่วนหน้าตัดของสปริงแรงดึงและสปริงอัดจะลดลงในขณะนั้น ม =เอฟดี/2 ซึ่งมีเวกเตอร์ตั้งฉากกับแกนของสปริงและแรง เอฟทำหน้าที่ตามแนวแกนของสปริง (รูปที่ 6) ช่วงเวลานี้ มขยายเป็นแรงบิด ตและการดัด เอ็ม ไอช่วงเวลา:

ในสปริงส่วนใหญ่ มุมเงยของคอยล์จะมีน้อย และไม่เกิน α < 10…12°. ดังนั้นการคำนวณการออกแบบสามารถทำได้โดยใช้แรงบิด โดยละเลยโมเมนต์การดัดงอเนื่องจากมีขนาดเล็ก

ดังที่ทราบกันดีว่าเมื่อแกนปรับความตึงถูกบิดในส่วนที่เป็นอันตราย

ที่ไหน ต– แรงบิด และ ว ρ =π∙ d 3 /16 – โมเมนต์ความต้านทานเชิงขั้วของส่วนของขดลวดสปริงที่พันจากเส้นลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง ง, [τ ] – ความเค้นบิดที่ยอมรับได้ (ตารางที่ 2) เพื่อคำนึงถึงการกระจายความเค้นที่ไม่สม่ำเสมอในส่วนตัดขวางของการเลี้ยวเนื่องจากความโค้งของแกนจึงมีการนำค่าสัมประสิทธิ์มาใช้ในสูตร (7) เคขึ้นอยู่กับดัชนีสปริง ค =ด/ง. ที่มุมเกลียวปกติซึ่งอยู่ภายใน 6...12° ซึ่งเป็นค่าสัมประสิทธิ์ เคมีความแม่นยำเพียงพอในการคำนวณสามารถคำนวณได้โดยใช้นิพจน์

เมื่อคำนึงถึงสิ่งข้างต้น การพึ่งพา (7) จะถูกแปลงเป็นรูปแบบต่อไปนี้

ที่ไหน เอ็น 3 – ความยาวของสปริง บีบอัดจนขดลวดทำงานที่อยู่ติดกันสัมผัสกัน ชม 3 =(n 1 -0,5)งจำนวนรอบรวมลดลง 0.5 เนื่องจากการเจียรปลายสปริงแต่ละด้าน 0.25 งเพื่อสร้างส่วนรองรับแบน

n 1 – จำนวนรอบทั้งหมด n 1 =n+(1.5…2.0) มีการใช้การหมุนเพิ่มเติม 1.5…2.0 รอบในการบีบอัดเพื่อสร้างพื้นผิวรองรับของสปริง

แรงอัดยืดหยุ่นตามแนวแกนของสปริงหมายถึงมุมรวมของการบิดของสปริง θ คูณด้วยรัศมีเฉลี่ยของสปริง

การทรุดตัวของสปริงสูงสุด กล่าวคือ การเคลื่อนที่ของปลายสปริงจนกระทั่งขดสัมผัสกันเต็มที่ คือ

ความยาวของเส้นลวดที่ต้องใช้ในการพันสปริงระบุไว้ในข้อกำหนดทางเทคนิคของรูปวาด

อัตราส่วนความยาวอิสระของสปริงH ถึงเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเรียกว่า ดี ดัชนีความยืดหยุ่นของสปริง(หรือเพียงแค่ความยืดหยุ่น). ให้เราแสดงดัชนีความยืดหยุ่น γ จากนั้นตามคำจำกัดความ γ = ชม/ดี. โดยปกติที่ γ≤ 2.5 สปริงจะคงตัวจนกว่าคอยล์จะถูกบีบอัดจนสุด แต่หาก γ > 2.5 อาจสูญเสียความเสถียรได้ (แกนตามยาวของสปริงสามารถโค้งงอและนูนไปด้านข้างได้) ดังนั้นสำหรับสปริงแบบยาว จะใช้ไกด์ร็อดหรือปลอกไกด์เพื่อป้องกันไม่ให้สปริงโป่งไปด้านข้าง

โหลดธรรมชาติ	ความเค้นบิดที่อนุญาต [ τ ]
คงที่	0,6 ซิ บี
ศูนย์	(0,45…0,5) σ การออกแบบและการคำนวณเพลาบิด เพลาทอร์ชั่นได้รับการติดตั้งในลักษณะที่ไม่ได้รับผลกระทบจากภาระการดัดงอ วิธีที่พบบ่อยที่สุดคือการเชื่อมต่อปลายของเพลาทอร์ชั่นกับชิ้นส่วนที่สามารถเคลื่อนย้ายร่วมกันในทิศทางเชิงมุมโดยใช้การเชื่อมต่อแบบร่อง ดังนั้น วัสดุของเพลาทอร์ชั่นจึงทำงานด้วยแรงบิดล้วนๆ ดังนั้นสภาพความแข็งแรง (7) จึงใช้ได้ ซึ่งหมายความว่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก ดีสามารถเลือกส่วนการทำงานของแถบทอร์ชั่นแบบกลวงได้ตามอัตราส่วน ที่ไหน ข =ด/ดี– ค่าสัมพัทธ์ของเส้นผ่านศูนย์กลางของรูที่ทำตามแนวแกนของทอร์ชันบาร์ ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางที่ทราบของส่วนใช้งานของแท่งทอร์ชั่นบาร์ มุมบิดเฉพาะของมัน (มุมการหมุนรอบแกนตามยาวของปลายด้านหนึ่งของเพลาสัมพันธ์กับปลายอีกด้านหนึ่ง สัมพันธ์กับความยาวของส่วนการทำงานของแท่งทอร์ชั่นบาร์ ) จะถูกกำหนดโดยความเท่าเทียมกัน และมุมบิดสูงสุดที่อนุญาตสำหรับทอร์ชั่นบาร์โดยรวมคือ ดังนั้น ในระหว่างการคำนวณการออกแบบ (การกำหนดขนาดโครงสร้าง) ของทอร์ชันบาร์ เส้นผ่านศูนย์กลางของมันจะคำนวณตามโมเมนต์จำกัด (สูตร 22) และความยาวจะคำนวณจากมุมการบิดสูงสุดโดยใช้นิพจน์ (24) ความเค้นที่อนุญาตสำหรับสปริงแรงดึงในการอัดแบบเกลียวและทอร์ชันบาร์สามารถกำหนดได้เหมือนกันตามคำแนะนำในตาราง 1 2. ส่วนนี้จะนำเสนอ ข้อมูลโดยย่อเกี่ยวกับการออกแบบและการคำนวณองค์ประกอบยืดหยุ่นที่พบบ่อยที่สุดของกลไกเครื่องจักร - สปริงเกลียวทรงกระบอกและทอร์ชั่นบาร์ อย่างไรก็ตาม ช่วงขององค์ประกอบยืดหยุ่นที่ใช้ในเทคโนโลยีมีขนาดค่อนข้างใหญ่ แต่ละคนมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ดังนั้น หากต้องการรับข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบและการคำนวณองค์ประกอบยืดหยุ่น คุณควรอ่านเอกสารทางเทคนิค คำถามทดสอบตัวเอง องค์ประกอบยืดหยุ่นในการออกแบบเครื่องจักรสามารถหาเกณฑ์ใดได้บ้าง องค์ประกอบยืดหยุ่นถูกใช้เพื่อจุดประสงค์อะไร? ลักษณะใดขององค์ประกอบยืดหยุ่นที่ถือเป็นองค์ประกอบหลัก? องค์ประกอบยางยืดควรทำจากวัสดุอะไร? ลวดสปริงอัดแรงดึงมีความเครียดประเภทใด? ทำไมต้องเลือกวัสดุสำหรับสปริงที่มีความแข็งแรงสูง? วัสดุเหล่านี้คืออะไร? การม้วนแบบเปิดและแบบปิดหมายถึงอะไร? การคำนวณคอยล์สปริงคืออะไร? ลักษณะเฉพาะของสปริงจานคืออะไร? องค์ประกอบยางยืดถูกใช้เป็น..... 1) องค์ประกอบพลังงาน 2) โช้คอัพ 3) เครื่องยนต์ 4) องค์ประกอบการวัดเมื่อทำการวัดแรง 5) องค์ประกอบของโครงสร้างที่กะทัดรัด สภาวะความเค้นสม่ำเสมอตลอดความยาวมีอยู่ใน ..... สปริง 1) ทรงกระบอกบิด 2) ทรงกรวยบิด 3) รูปทรงแผ่นดิสก์ 4) มีใบ สำหรับการผลิตสปริงบิดจากลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 8 มม. ฉันใช้ ..... เหล็ก 1) สปริงคาร์บอนสูง 2) แมงกานีส 3) เครื่องมือ 4) โครเมียมแมงกานีส เหล็กคาร์บอนที่ใช้ทำสปริงต่างกัน...... 1) มีความแข็งแรงสูง 2) เพิ่มความยืดหยุ่น 3) ความเสถียรของคุณสมบัติ 4) เพิ่มขึ้น ความสามารถในการชุบแข็ง สำหรับการผลิตสปริงบิดที่มีขดลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 15 มม. .... จะใช้เหล็ก 1) คาร์บอน 2) เครื่องมือ 3) โครเมียมแมงกานีส 4) โครเมียมวาเนเดียม สำหรับการผลิตสปริงบิดที่มีคอยล์เส้นผ่านศูนย์กลาง 20...25 มม. จะใช้ ....

องค์ประกอบที่เป็นโลหะและอโลหะถูกใช้เป็นอุปกรณ์ยืดหยุ่นในระบบกันสะเทือนของรถยนต์สมัยใหม่ อุปกรณ์โลหะที่พบบ่อยที่สุดคือสปริง แหนบและทอร์ชั่นบาร์

สปริงกันสะเทือนรถยนต์ที่มีความแข็งแปรผัน

ที่นิยมใช้กันมากที่สุด (โดยเฉพาะในระบบกันสะเทือนของรถยนต์นั่งส่วนบุคคล) คอยล์สปริงทำจากเหล็กเส้นยางยืดหน้าตัดเป็นวงกลม
เมื่อสปริงถูกบีบอัดตามแกนแนวตั้ง คอยล์จะเข้ามาชิดกันและบิดตัวมากขึ้น หากสปริงมีรูปทรงกระบอก เมื่อเปลี่ยนรูปแล้ว ระยะห่างระหว่างคอยล์จะคงที่และสปริงมีลักษณะเป็นเส้นตรง ซึ่งหมายความว่าการเสียรูปของคอยล์สปริงจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงที่กระทำเสมอ และสปริงจะมีความแข็งคงที่ หากคุณสร้างสปริงบิดจากก้านที่มีหน้าตัดแบบแปรผันหรือทำให้สปริงมีรูปร่างที่แน่นอน (ในรูปของกระบอกหรือรังไหม) องค์ประกอบยืดหยุ่นดังกล่าวจะมีความแข็งแปรผัน เมื่อสปริงถูกบีบอัด คอยล์ที่แข็งน้อยกว่าจะเริ่มเข้ามาใกล้กันมากขึ้น และหลังจากที่สปริงสัมผัสกัน คอยล์ที่แข็งมากขึ้นก็จะเริ่มทำงาน สปริงที่มีความแข็งแปรผันถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบกันสะเทือนของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลสมัยใหม่
ข้อดีของสปริงที่ใช้เป็นองค์ประกอบยืดหยุ่นของระบบกันสะเทือน ได้แก่ มวลที่ต่ำและความสามารถในการรับประกันความนุ่มนวลของยานพาหนะในระดับสูง ในเวลาเดียวกัน สปริงไม่สามารถส่งแรงในระนาบแนวขวางได้ และการใช้งานต้องใช้อุปกรณ์นำทางที่ซับซ้อนในระบบกันสะเทือน

ระบบกันสะเทือนแหนบด้านหลัง:
1 - ตาสปริง;
2 - บูชยาง;
3 - วงเล็บ;
4 - บุชชิ่ง;
5 - สายฟ้า;
6 - เครื่องซักผ้า;
7 - นิ้ว;
8 - บูชยาง;
9 - แหวนรองสปริง;
10 - น็อต;
11 - วงเล็บ;
12 - บูชยาง;
13 - บุชชิ่ง;
14 - แผ่นต่างหู;
15 - สายฟ้า;
16 - แถบกันโคลง;
17 - ใบราก;
18 - ใบไม้ผลิ;
19 - บัฟเฟอร์จังหวะการบีบอัดยาง;
20 - บันได;
21 - การซ้อนทับ;
22 - คานเพลาล้อหลัง;
23 - โช้คอัพ;
24 - แคลมป์;
25 - สปาร์เฟรม;
26 - ตัวยึดโคลง;
27 - ต่างหูกันโคลง

ใบไม้ผลิทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบกันสะเทือนแบบยืดหยุ่นบนรถม้าและรถคันแรก แต่ยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้ แม้ว่าส่วนใหญ่จะใช้กับรถบรรทุกก็ตาม แหนบทั่วไปประกอบด้วยแผ่นหลายแผ่นที่มีความยาวต่างกันยึดติดกัน ทำจากเหล็กสปริง แหนบมักมีรูปร่างคล้ายวงรีกึ่งวงรี

วิธีการยึดสปริง:
ก - มีหูบิด;
b - บนเบาะยาง;
c - มีตาไก่เหนือศีรษะและส่วนรองรับแบบเลื่อน

แผ่นที่ประกอบเป็นสปริงมีความยาวและความโค้งต่างกัน ยิ่งความยาวของแผ่นสั้นลงเท่าใดก็ยิ่งมีความโค้งมากขึ้นเท่านั้นซึ่งจำเป็นสำหรับการยึดแผ่นให้แน่นยิ่งขึ้นในสปริงที่ประกอบขึ้น ด้วยการออกแบบนี้ ภาระบนแหนบสปริงที่ยาวที่สุด (หลัก) จะลดลง ใบไม้ผลิถูกยึดเข้าด้วยกันโดยใช้สลักเกลียวตรงกลางและที่หนีบ ด้วยความช่วยเหลือของแหนบหลัก สปริงจะบานพับที่ปลายทั้งสองข้างเข้ากับตัวถังหรือเฟรม และสามารถส่งแรงจากล้อรถไปยังเฟรมหรือตัวถังได้ รูปร่างของส่วนปลายของแผ่นหลักถูกกำหนดโดยวิธีการติดเข้ากับกรอบ (ตัวเครื่อง) และความจำเป็นในการชดเชยการเปลี่ยนแปลงความยาวของแผ่นงาน ปลายด้านหนึ่งของสปริงต้องหมุนได้ในขณะที่ปลายอีกด้านหนึ่งหมุนและเคลื่อนที่ได้
เมื่อสปริงบิดเบี้ยว ใบไม้จะงอและเปลี่ยนความยาว ในกรณีนี้แผ่นจะเสียดสีกันดังนั้นจึงต้องมีการหล่อลื่นและมีการติดตั้งปะเก็นป้องกันแรงเสียดทานพิเศษระหว่างแผ่นสปริงของรถยนต์นั่งส่วนบุคคล ในเวลาเดียวกันการมีแรงเสียดทานในสปริงทำให้สามารถลดการสั่นสะเทือนของร่างกายได้และในบางกรณีทำให้สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้โช้คอัพในระบบกันสะเทือน ระบบกันสะเทือนแบบสปริงมีการออกแบบที่เรียบง่าย แต่มีมวลมาก ซึ่งกำหนดการกระจายตัวที่ดีที่สุดในระบบกันสะเทือนของรถบรรทุกและรถยนต์นั่งส่วนบุคคลบางรุ่น บางครั้งจึงใช้เพื่อลดมวลของระบบกันสะเทือนสปริงและปรับปรุงความนุ่มนวล ไม่กี่ใบและ ใบเดียวสปริงด้วย แผ่นส่วนความยาวแปรผัน. ไม่ค่อยมีการใช้สปริงที่ทำจากพลาสติกเสริมแรงในสารแขวนลอย

ระบบกันสะเทือนทอร์ชั่นบาร์. ระบบกันสะเทือนหลังของ Peugeot 206 ใช้ทอร์ชันบาร์ 2 เส้นที่เชื่อมต่อกับแขนลาก ระบบกันสะเทือนใช้แขนแบบท่อที่ติดตั้งทำมุมกับแกนตามยาวของยานพาหนะ

แรงบิด- องค์ประกอบยางยืดที่เป็นโลหะซึ่งทำหน้าที่ในการบิดตัว โดยทั่วไป ทอร์ชันบาร์คือแท่งโลหะแข็งที่มีหน้าตัดทรงกลมและมีความหนาที่ปลายซึ่งเป็นช่องที่ถูกตัด มีระบบกันสะเทือนที่ทอร์ชั่นบาร์ทำจากชุดแผ่นหรือแท่ง (รถยนต์ ZAZ) ปลายด้านหนึ่งของแถบทอร์ชั่นติดอยู่กับตัวเครื่อง (เฟรม) และอีกด้านหนึ่งเข้ากับอุปกรณ์นำทาง เมื่อล้อเคลื่อนที่ ทอร์ชั่นบาร์จะบิดตัว ทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นระหว่างล้อและตัวถัง ทอร์ชั่นบาร์สามารถวางตามแนวแกนตามยาวของรถ (โดยปกติจะอยู่ใต้พื้น) หรือแนวขวางก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบกันสะเทือน ระบบกันสะเทือนทอร์ชั่นบาร์มีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบา ช่วยให้สามารถปรับระบบกันสะเทือนได้โดยการบิดทอร์ชั่นบาร์ล่วงหน้า
องค์ประกอบยืดหยุ่นที่ไม่ใช่โลหะของสารแขวนลอยแบ่งออกเป็น ยางลมและ ไฮโดรนิวแมติกส์.
องค์ประกอบยางยืดของยางมีอยู่ในการออกแบบระบบกันสะเทือนเกือบทั้งหมด แต่ไม่ใช่ในรูปแบบหลัก แต่เป็นแบบเพิ่มเติม ใช้เพื่อจำกัดการเคลื่อนที่ของล้อขึ้นและลง การใช้ตัวหยุดยางเพิ่มเติม (บัฟเฟอร์ กันชน) ช่วยจำกัดการเสียรูปขององค์ประกอบยืดหยุ่นหลักของระบบกันสะเทือน เพิ่มความแข็งแกร่งระหว่างการเคลื่อนไหวขนาดใหญ่ และป้องกันการกระแทกระหว่างโลหะกับโลหะ ใน เมื่อเร็วๆ นี้องค์ประกอบยางถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ที่ทำจากวัสดุสังเคราะห์ (โพลียูรีเทน) มากขึ้น

องค์ประกอบยืดหยุ่นของระบบกันสะเทือนของอากาศ:
เอ - ประเภทปลอกแขน;
ข- กระบอกสูบคู่

ใน องค์ประกอบยืดหยุ่นแบบนิวแมติกใช้คุณสมบัติยืดหยุ่นของอากาศอัด องค์ประกอบยืดหยุ่นคือกระบอกสูบที่ทำจากยางเสริมแรงซึ่งมีการจ่ายอากาศภายใต้แรงกดดันจากคอมเพรสเซอร์แบบพิเศษ รูปร่างของกระบอกลมอาจแตกต่างกัน กระบอกสูบแบบปลอกแขน (a) และกระบอกสูบคู่ (สองส่วน) (b) แพร่หลายมากขึ้น
ข้อดีขององค์ประกอบระบบกันสะเทือนแบบยืดหยุ่นแบบนิวแมติก ได้แก่ ความนุ่มนวลในการขับขี่สูง น้ำหนักเบา และความสามารถในการรักษาระดับพื้นตัวถังให้คงที่ โดยไม่คำนึงถึงน้ำหนักบรรทุกของยานพาหนะ ระบบกันสะเทือนที่มีองค์ประกอบยืดหยุ่นแบบนิวแมติกใช้กับรถโดยสาร รถบรรทุก และรถยนต์ ระดับพื้นของแท่นบรรทุกสินค้าคงที่ช่วยให้มั่นใจในความสะดวกในการขนถ่ายรถบรรทุกและสำหรับรถยนต์และรถโดยสาร - ความสะดวกสบายในการขึ้นและลงจากผู้โดยสาร สำหรับการรับอากาศอัดบนรถบัสและรถบรรทุกด้วยระบบนิวแมติก ระบบเบรกมีการใช้คอมเพรสเซอร์มาตรฐานที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องยนต์และมีการติดตั้งคอมเพรสเซอร์พิเศษสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลโดยปกติจะใช้ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า (Range Rover, Mercedes, Audi)

ระบบกันสะเทือนของอากาศ. สำหรับรถยนต์ Mercedes E-class ใหม่ เริ่มใช้องค์ประกอบยืดหยุ่นแบบนิวแมติกแทนสปริง

การใช้องค์ประกอบยืดหยุ่นแบบนิวแมติกต้องใช้องค์ประกอบนำที่ซับซ้อนและโช้คอัพในระบบกันสะเทือน ระบบกันสะเทือนที่มีองค์ประกอบยืดหยุ่นแบบนิวแมติกของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลสมัยใหม่บางรุ่นมีระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน ซึ่งไม่เพียงแต่รับประกันระดับของร่างกายที่คงที่ แต่ยังเปลี่ยนความแข็งของสปริงลมแต่ละตัวโดยอัตโนมัติเมื่อเข้าโค้งและเมื่อเบรก เพื่อลดการม้วนตัวและพุ่ง ซึ่ง โดยทั่วไปจะช่วยเพิ่มความสะดวกสบายและความปลอดภัยในการขับขี่ .

องค์ประกอบยืดหยุ่นแบบ Hydropneumatic:
1 - ก๊าซอัด;
2 - ร่างกาย;
3 - ของเหลว;
4 - ไปที่ปั๊ม;
5 - ถึงป๋อโช้คอัพ

องค์ประกอบยืดหยุ่นแบบไฮโดรนิวแมติกเป็นห้องพิเศษที่แบ่งออกเป็นสองช่องด้วยเมมเบรนยืดหยุ่นหรือลูกสูบ
ช่องหนึ่งของห้องบรรจุก๊าซอัด (โดยปกติคือไนโตรเจน) และอีกช่องหนึ่งบรรจุของเหลว (น้ำมันพิเศษ) คุณสมบัติยืดหยุ่นได้มาจากก๊าซอัดเนื่องจากของเหลวไม่สามารถอัดตัวได้จริง การเคลื่อนที่ของล้อทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของลูกสูบที่อยู่ในกระบอกสูบที่เต็มไปด้วยของเหลว เมื่อล้อเคลื่อนขึ้น ลูกสูบจะไล่ของเหลวออกจากกระบอกสูบ ซึ่งจะเข้าสู่ห้องและไปทำหน้าที่บนเมมเบรนแยกซึ่งจะเคลื่อนที่และบีบอัดแก๊ส เพื่อรักษาแรงดันที่ต้องการในระบบจึงใช้ปั๊มไฮดรอลิกและตัวสะสมไฮดรอลิก ด้วยการเปลี่ยนความดันของของเหลวที่เข้ามาใต้เมมเบรนขององค์ประกอบยืดหยุ่น คุณสามารถเปลี่ยนแรงดันแก๊สและความแข็งของช่วงล่างได้ เมื่อร่างกายแกว่งไปมา ของไหลจะผ่านระบบวาล์วและเกิดความต้านทาน แรงเสียดทานแบบไฮดรอลิกให้คุณสมบัติการหน่วงของระบบกันสะเทือน ระบบกันสะเทือนแบบไฮโดรนิวเมติกช่วยให้การขับขี่ราบรื่นเป็นพิเศษ ความสามารถในการปรับตำแหน่งของร่างกาย และการลดแรงสั่นสะเทือนอย่างมีประสิทธิภาพ ข้อเสียเปรียบหลักของระบบกันสะเทือนดังกล่าว ได้แก่ ความซับซ้อนและต้นทุนสูง

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n n 1. ลักษณะทั่วไปสปริง สปริงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงสร้างต่างๆ เช่น การแยกการสั่นสะเทือน การดูดซับแรงกระแทก การป้อนกลับ การตึง ไดนาโมมิเตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ ประเภทของสปริง ขึ้นอยู่กับประเภทของการรับน้ำหนักภายนอก สปริงจะถูกแบ่งออกเป็นสปริงแรงดึง แรงอัด แรงบิด และสปริงดัด

สปริงและส่วนประกอบยืดหยุ่น n สปริงขด (ทรงกระบอก - ความตึง รูปที่ 1 a, แรงอัด, รูปที่ 1 b; แรงบิด, รูปที่ 1 c, แรงอัดรูปทรง, รูปที่ 1 d-f), สปริงพิเศษ (ดิสก์และแหวน, รูปที่ 2 a และ b - การบีบอัด สปริงและสปริง รูปที่ 2 c - การดัด เกลียว รูปที่ 2 d - แรงบิด ฯลฯ ) ที่พบมากที่สุดคือสปริงทรงกระบอกบิดที่ทำจากลวดกลม

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n สปริงแรงดึง (ดูรูปที่ 1 ก) ตามกฎแล้วมีการพันโดยไม่มีช่องว่างระหว่างการหมุนและในกรณีส่วนใหญ่ - โดยมีแรงดึงเริ่มต้น (ความดัน) ระหว่างการหมุนเพื่อชดเชยภาระภายนอกบางส่วน โดยทั่วไปแรงดึงจะอยู่ที่ (0.25 - 0.3) Fpr (Fnp คือแรงดึงสูงสุดที่ทำให้คุณสมบัติความยืดหยุ่นของวัสดุสปริงหมดลง)

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n เพื่อส่งโหลดภายนอก สปริงดังกล่าวจะติดตั้งตะขอ ตัวอย่างเช่น สำหรับสปริงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก (3-4 มม.) ตะขอจะทำในรูปแบบของโค้งสุดท้าย (รูปที่ 3 a-c) อย่างไรก็ตาม ตะขอดังกล่าวจะช่วยลดความต้านทานของสปริงเมื่อยล้า เนื่องจากความเข้มข้นของความเค้นสูงในบริเวณโค้งงอ สำหรับสปริงวิกฤตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 4 มม. มักใช้ขอเกี่ยวแบบฝัง (รูปที่ 3 d-e) แม้ว่าจะมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีน้อยกว่าก็ตาม

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n n สปริงอัด (ดูรูปที่ 1 b) พันด้วยช่องว่างระหว่างวงเลี้ยว ซึ่งควรจะมากกว่าการเคลื่อนที่แบบยืดหยุ่นตามแนวแกนของการหมุนแต่ละครั้งที่ภาระภายนอกสูงสุดประมาณ 10-20% ระนาบรองรับของสปริงได้มาโดยการกดเทิร์นสุดท้ายกับอันที่อยู่ติดกันแล้วบดให้ตั้งฉากกับแกน สปริงที่ยาวอาจไม่มั่นคง (นูน) ขณะรับน้ำหนัก เพื่อป้องกันการปูด สปริงดังกล่าวมักจะถูกวางไว้บนแมนเดรลแบบพิเศษ (รูปที่ 4 a) หรือในแก้ว (รูปที่ 4 b)

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n n การจัดตำแหน่งของสปริงกับชิ้นส่วนที่ประกบกันทำได้โดยการติดตั้งคอยล์รองรับในแผ่นพิเศษ รูในตัว ร่อง (ดูรูปที่ 4 c) สปริงทอร์ชั่น (ดูรูปที่ 1c) มักจะพันด้วยมุมเงยเล็กๆ และมีช่องว่างเล็กๆ ระหว่างคอยล์ (0.5 มม.) พวกเขารับรู้ถึงภาระภายนอกด้วยความช่วยเหลือของตะขอที่เกิดจากการโค้งงอส่วนท้าย

สปริงและส่วนประกอบยืดหยุ่น พารามิเตอร์พื้นฐานของคอยล์สปริง สปริงมีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์หลักต่อไปนี้ (ดูรูปที่ 1 b): เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด d หรือขนาดหน้าตัด เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย Do, ดัชนี c = Do/d; จำนวน n รอบการทำงาน ความยาว Ho ของชิ้นงาน ขั้นตอน t = การหมุน Ho/n มุม = การเพิ่มขึ้นของโค้ง พารามิเตอร์สามตัวสุดท้ายจะถือว่าอยู่ในสถานะไม่โหลดและโหลดแล้ว

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n ดัชนีสปริงแสดงลักษณะความโค้งของคอยล์ ไม่แนะนำให้ใช้สปริงที่มีดัชนี 3 เนื่องจากมีความเข้มข้นของความเค้นในขดลวดสูง โดยทั่วไปแล้ว ดัชนีสปริงจะถูกเลือกขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดดังนี้: สำหรับ d 2.5 มม., d = 3--5; 6-12 มม. ตามลำดับ c = 5-12; 4-10; 4-9.

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น วัสดุ สปริงบิดทำโดยการขดเย็นหรือร้อน ตามด้วยการตกแต่งปลาย การบำบัดความร้อน และการควบคุม วัสดุหลักสำหรับสปริงคือลวดสปริงพิเศษความแข็งแรงสูงคลาส 1, II และ III ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0, 2-5 มม. เช่นเดียวกับเหล็ก: คาร์บอนสูง 65, 70; แมงกานีส 65 กรัม; ซิลิคอน 60 C 2 A, โครเมียมวานาเดียม 50 CFA เป็นต้น

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น สปริงที่มีไว้สำหรับการทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีปฏิกิริยาเคมีทำจากโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก เพื่อปกป้องพื้นผิวคอยล์จากการเกิดออกซิเดชันของสปริง การแต่งตั้งที่รับผิดชอบเคลือบเงาหรือทาน้ำมัน และสปริงเพื่อวัตถุประสงค์พิเศษจะถูกออกซิไดซ์ และยังเคลือบด้วยสังกะสีหรือแคดเมียมด้วย

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น 2. การคำนวณและการออกแบบสปริงทรงกระบอกบิด ความเค้นในส่วนต่างๆ และการกระจัดของคอยล์ ภายใต้การกระทำของแรงตามแนวแกน F (รูปที่ 5 a) แรงภายในผลลัพธ์ F จะปรากฏในหน้าตัดของคอยล์สปริงขนานกับแกนสปริง และโมเมนต์ T = F D 0/2 ซึ่งเป็นระนาบที่ เกิดขึ้นพร้อมกับระนาบของแรงคู่ F หน้าตัดปกติของขดลวดมีความโน้มเอียงไปที่ระนาบโมเมนต์ในมุมหนึ่ง

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n การฉายปัจจัยแรงในส่วนตัดขวางของสปริงที่รับน้ำหนักไปยังแกน x, y และ z (รูปที่ 5, b) ที่เกี่ยวข้องกับส่วนปกติของคอยล์ แรง F และโมเมนต์ T เราจะได้ Fx = F cos ; Fn = F บาป (1) T = Mz = 0.5 F D 0 cos ; Mx = 0.5 FD 0 บาป ;

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n n มุมเงยของวงเลี้ยวมีขนาดเล็ก (ปกติคือ 12) ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าหน้าตัดของสปริงทำหน้าที่ให้เกิดแรงบิด โดยไม่สนใจปัจจัยแรงอื่นๆ ในส่วนของคอยล์ ค่าความเค้นในวงสัมผัสสูงสุด (2) โดยที่ Wk คือโมเมนต์ความต้านทานต่อแรงบิดของส่วนคอยล์

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n เมื่อคำนึงถึงความโค้งของขดลวดและความสัมพันธ์ (2) เราเขียนในรูปแบบความเท่าเทียมกัน (1), (3) n โดยที่ F คือภาระภายนอก (แรงดึงหรือแรงอัด); D 0 - เส้นผ่านศูนย์กลางสปริงเฉลี่ย k - สัมประสิทธิ์โดยคำนึงถึงความโค้งของการหมุนและรูปร่างของส่วน (แก้ไขสูตรแรงบิดของลำแสงตรง) k คือความเครียดเชิงลงโทษที่ยอมรับได้ระหว่างการบิด

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n ค่าสัมประสิทธิ์ k สำหรับสปริงที่ทำจากลวดกลมที่มีดัชนี c 4 สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n โดยคำนึงถึงว่าสำหรับลวดที่มีหน้าตัดทรงกลม Wk = d 3 / 16 จากนั้น (4) สปริงที่มีมุมเงย 12 มีการกระจัดตามแนวแกน n F, (5)

สปริงและส่วนประกอบยืดหยุ่น n n โดยที่ n คือสัมประสิทธิ์การปฏิบัติตามแนวแกนของสปริง ความสอดคล้องของสปริงนั้นพิจารณาจากการพิจารณาด้านพลังงานเป็นหลัก พลังงานศักย์ของสปริง: โดยที่ T คือแรงบิดในหน้าตัดของสปริงเนื่องจากแรง F, G Jk คือความแข็งแกร่งเชิงบิดของหน้าตัดของขดลวด (Jk 0, 1 d 4) l D 0 n - ความยาวรวมของส่วนการทำงานของการเลี้ยว;

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n และสัมประสิทธิ์ของการปฏิบัติตามแนวแกนของสปริง (7) n โดยที่คือการปฏิบัติตามแนวแกนของการหมุนหนึ่งครั้ง (การตกตะกอนในหน่วยมิลลิเมตรภายใต้การกระทำของแรง F = 1 N)

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n กำหนดโดยสูตร (8) n โดยที่ G = E/ 0.384 E คือโมดูลัสแรงเฉือน (E คือโมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุสปริง)

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n จากสูตร (7) เป็นไปตามที่ค่าสัมประสิทธิ์การปฏิบัติตามสปริงเพิ่มขึ้นตามจำนวนรอบที่เพิ่มขึ้น (ความยาวสปริง) ดัชนี (เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก) และโมดูลัสแรงเฉือนของวัสดุลดลง

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น การคำนวณและการออกแบบสปริง เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดคำนวณจากสภาวะความแข็งแรง (4) สำหรับค่าดัชนีที่กำหนด c (9) n โดยที่ F 2 คือโหลดภายนอกที่ยิ่งใหญ่ที่สุด

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n ความเค้นที่อนุญาต [k] สำหรับสปริงที่ทำจากเหล็ก 60 C 2, 60 C 2 N 2 A และ 50 HFA คือ: 750 MPa - ภายใต้การกระทำของโหลดแปรผันแบบคงที่หรือช้าๆ รวมถึงสปริง ของวัตถุประสงค์ที่ไม่สำคัญ; 400 MPa - สำหรับสปริงโหลดแบบไดนามิกที่สำคัญ สำหรับสปริงที่รับผิดชอบสีบรอนซ์ที่โหลดแบบไดนามิก [k] ถูกกำหนด (0.2-0.3) ใน; สำหรับสปริงสีบรอนซ์ที่ไม่รับผิดชอบ - (0.4-0.6) c.

สปริงและส่วนประกอบยืดหยุ่น n n จำนวนรอบการทำงานที่ต้องการถูกกำหนดจากความสัมพันธ์ (5) ตามการเคลื่อนที่แบบยืดหยุ่น (ระยะชัก) ที่กำหนดของสปริง หากติดตั้งสปริงอัดด้วยการดึงแรงดึงล่วงหน้า (โหลด) F 1 ดังนั้น (10) แรง F 1 = (0.1-0.5) F 2 ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของสปริง การทำงาน โดยการเปลี่ยนค่าของ F 1 สามารถปรับร่างของสปริงได้ จำนวนรอบจะปัดเศษเป็นครึ่งรอบสำหรับ n 20 และปัดเศษเป็นหนึ่งรอบสำหรับ n > 20

สปริงและส่วนประกอบยืดหยุ่น n จำนวนรอบทั้งหมด n n H 0 = H 3 + n (t - d), (12) โดยที่ H 3 = (n 1 - 0. 5) d คือความยาวของสปริง บีบอัดจนกระทั่งทำงานติดกัน สัมผัส; เสื้อ - สนามสปริง nn n 1 = n + (l, 5 -2, 0) (11) ใช้การบีบอัดเพิ่มเติม 1.5-2 รอบเพื่อสร้างพื้นผิวรองรับสำหรับสปริง ในรูป รูปที่ 6 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างโหลดและสปริงอัดที่ไม่ปกติ ความยาวรวมของสปริงที่ไม่ได้โหลด n

สปริงและส่วนประกอบยืดหยุ่น n n จำนวนรอบทั้งหมดลดลง 0.5 เนื่องจากการเจียรที่ปลายแต่ละด้านของสปริง 0.25 d เพื่อให้กลายเป็นปลายลูกปืนแบบแบน การทรุดตัวของสปริงสูงสุด เช่น การเคลื่อนที่ของปลายสปริงจนกระทั่งขดลวดสัมผัสกันเต็มที่ (ดูรูปที่ 6) จะถูกกำหนดโดยสูตร

สปริงและส่วนประกอบยืดหยุ่น n n n ระยะพิทช์ของสปริงถูกกำหนดขึ้นอยู่กับค่า 3 จากอัตราส่วนโดยประมาณต่อไปนี้: ความยาวของเส้นลวดที่จำเป็นสำหรับการผลิตสปริง โดยที่ = 6 - 9° คือมุมเงยของการหมุนของสปริงที่ไม่ได้โหลด .

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n เพื่อป้องกันไม่ให้สปริงโก่งเนื่องจากสูญเสียความมั่นคง ความยืดหยุ่น H 0/D 0 ควรน้อยกว่า 2.5 หากไม่เป็นไปตามข้อจำกัดนี้ด้วยเหตุผลในการออกแบบ สปริงตามที่ระบุไว้ข้างต้น ควรวางบนแมนเดรลหรือติดตั้งในปลอก

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n n ความยาวการติดตั้งของสปริงคือความยาวของสปริงหลังจากขันให้แน่นด้วยแรง F 1 (ดูรูปที่ 6) ถูกกำหนดโดยสูตร H 1 = H 0 - 1 = H 0 - n F 1 ภายใต้การกระทำของโหลดภายนอกที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ความยาวสปริง H 2 =H 0 - 1 = H 0 - n F 2 และความยาวสปริงที่เล็กที่สุดจะอยู่ที่แรง F 3 สอดคล้องกับความยาว H 3 = H 0 - 3

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n มุมเอียงของเส้นตรง F = f() ถึงแกนแอบซิสซา (ดูรูปที่ 6) ถูกกำหนดจากสูตร

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น สำหรับการบรรทุกหนักและขนาดที่คับแคบ ให้ใช้สปริงอัดแบบผสม (ดูรูปที่ 4, c) - ชุดสปริงหลายตัว (โดยปกติคือ 2 อัน) ที่อยู่ตรงกลางซึ่งรับรู้โหลดภายนอกพร้อมกัน เพื่อป้องกันการบิดตัวอย่างรุนแรงของส่วนรองรับส่วนปลายและการบิดเบี้ยว สปริงโคแอกเชียลจึงถูกพันในทิศทางตรงกันข้าม (ซ้ายและขวา) ส่วนรองรับได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าสปริงอยู่ในแนวเดียวกัน

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n เพื่อกระจายโหลดระหว่างกันอย่างสม่ำเสมอ เป็นที่พึงปรารถนาที่สปริงคอมโพสิตมีการทรุดตัวเท่ากัน (การเคลื่อนที่ตามแนวแกน) และความยาวของสปริงที่ถูกบีบอัดจนกระทั่งขดลวดสัมผัสกันจะเท่ากันโดยประมาณ ในสถานะไม่โหลด ความยาวของสปริงแรงดึง Н 0 = n d+2 hз; โดยที่ hз = (0, 5- 1, 0) D 0 คือความสูงของตะขอหนึ่งอัน ที่ภาระภายนอกสูงสุดความยาวของสปริงแรงดึง H 2 = H 0 + n (F 2 - F 1 *) โดยที่ F 1 * คือแรงอัดเริ่มต้นของการหมุนระหว่างการพัน

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n ความยาวของเส้นลวดสำหรับทำสปริงถูกกำหนดโดยสูตร โดยที่ lз คือ ความยาวของเส้นลวดสำหรับรถพ่วงหนึ่งคัน

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n สปริงทั่วไปคือสปริงที่ใช้สายเคเบิลบิดเกลียวจากลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กสองถึงหกเส้น (d = 0.8 - 2.0 มม.) แทนการใช้ลวด - สปริงตีเกลียว ในแง่ของการออกแบบ สปริงดังกล่าวเทียบเท่ากับสปริงที่มีศูนย์กลางศูนย์กลาง เนื่องจากความสามารถในการหน่วงสูง (เนื่องจากการเสียดสีระหว่างเกลียว) และความสอดคล้อง สปริงตีเกลียวจึงทำงานได้ดีกับโช้คอัพและอุปกรณ์ที่คล้ายกัน เมื่อสัมผัสกับโหลดที่แปรผัน สปริงที่ตีเกลียวจะล้มเหลวอย่างรวดเร็วเนื่องจากการสึกหรอของเกลียว

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n ในโครงสร้างที่ทำงานภายใต้สภาวะของแรงสั่นสะเทือนและแรงกระแทก บางครั้งจะใช้สปริงที่มีรูปทรง (ดูรูปที่ 1, d-e) โดยมีความสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นระหว่างแรงภายนอกและการเคลื่อนที่แบบยืดหยุ่นของสปริง

สปริงและส่วนประกอบยางยืด ระยะขอบด้านความปลอดภัย เมื่อสัมผัสกับแรงคงที่ สปริงอาจล้มเหลวเนื่องจากการเสียรูปของพลาสติกในขดลวด จากการเปลี่ยนรูปพลาสติก ปัจจัยด้านความปลอดภัยคือโดยที่ค่าสูงสุดคือความเค้นในวงสัมผัสสูงสุดในคอยล์สปริง คำนวณโดยสูตร (3) ที่ F=F 1

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น สปริงที่ทำงานเป็นเวลานานภายใต้โหลดที่แปรผันจะต้องได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อความเมื่อยล้า สปริงมีลักษณะเฉพาะคือการโหลดแบบไม่สมมาตร ซึ่งแรงจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ F 1 ถึง F 2 (ดูรูปที่ 6) ในเวลาเดียวกันในส่วนตัดขวางของแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนไป

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น แอมพลิจูดและความเค้นรอบเฉลี่ย n สำหรับความเค้นในวงสัมผัส ปัจจัยด้านความปลอดภัย n โดยที่ K d คือค่าสัมประสิทธิ์ผลกระทบของสเกล (สำหรับสปริงที่ทำด้วยลวด d 8 มม. เท่ากับ 1) = 0, 1 - 0, 2 - สัมประสิทธิ์ความไม่สมมาตรของวงจร

สปริงและส่วนประกอบยืดหยุ่น n n ขีดจำกัดความล้า - ลวด 1 เส้นที่มีแรงบิดผันแปรในวงจรสมมาตร: 300-350 MPa - สำหรับเหล็ก 65, 70, 55 GS, 65 G; 400-450 MPa - สำหรับเหล็ก 55 C 2, 60 C 2 A; 500-550 MPa - สำหรับเหล็ก 60 C 2 HFA เป็นต้น เมื่อพิจารณาปัจจัยด้านความปลอดภัยจะใช้ค่าสัมประสิทธิ์ความเข้มข้นของความเครียดที่มีประสิทธิผล K = 1 ความเข้มข้นของความเครียดจะถูกนำมาพิจารณาโดยค่าสัมประสิทธิ์ k ในสูตรสำหรับความเค้น

สปริงและส่วนประกอบยืดหยุ่น n ในกรณีที่เกิดการสั่นพ้องของสปริง (เช่น สปริงวาล์ว) ส่วนประกอบที่แปรผันของวงจรอาจเพิ่มขึ้นในขณะที่ m ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ในกรณีนี้ ปัจจัยด้านความปลอดภัยสำหรับความเครียดสลับกัน

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อความเมื่อยล้า (20-50%) สปริงจึงได้รับการเสริมความแข็งแกร่งด้วยการขัดผิวแบบ shot peening ซึ่งจะสร้างแรงอัดที่ตกค้างในชั้นผิวของคอยล์ ในการประมวลผลสปริงจะใช้ลูกบอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5-1.0 มม. จะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการรักษาสปริงด้วยลูกบอลที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กที่ความเร็วในการบินสูง

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n การคำนวณการรับน้ำหนักกระแทก ในโครงสร้างจำนวนหนึ่ง (โช้คอัพ ฯลฯ) สปริงจะทำงานภายใต้โหลดแรงกระแทกที่เกิดขึ้นเกือบจะในทันที (ที่ความเร็วสูง) ด้วยพลังงานกระแทกที่ทราบ คอยล์สปริงแต่ละตัวได้รับความเร็วอย่างมากและอาจชนกันอย่างเป็นอันตรายได้ การคำนวณระบบจริงสำหรับการโหลดแรงกระแทกนั้นเกี่ยวข้องกับปัญหาที่สำคัญ (โดยคำนึงถึงการสัมผัส, การเสียรูปของความยืดหยุ่นและพลาสติก, กระบวนการของคลื่น ฯลฯ ) ดังนั้นสำหรับการใช้งานทางวิศวกรรมเราจะจำกัดตัวเองไว้ วิธีพลังงานการคำนวณ

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n n ภารกิจหลักของการวิเคราะห์ภาระกระแทกคือการพิจารณาการทรุดตัวแบบไดนามิก (การกระจัดในแนวแกน) และโหลดคงที่ที่เทียบเท่ากับการกระทำกระแทกกับสปริงด้วยขนาดที่ทราบ ลองพิจารณาผลกระทบของแท่งมวล m ต่อโช้คอัพสปริง (รูปที่ 7) หากเราละเลยความผิดปกติของลูกสูบและสมมติว่าหลังจากการกระแทก การเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นจะครอบคลุมสปริงทั้งหมดทันที เราสามารถเขียนสมการสมดุลพลังงานในรูปแบบโดยที่ Fd คือแรงโน้มถ่วงของแกน K คือพลังงานจลน์ของระบบหลังจากการชน

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n กำหนดโดยสูตร (13) n โดยที่ v 0 คือความเร็วการเคลื่อนที่ของลูกสูบ - ค่าสัมประสิทธิ์การลดมวลสปริงจนถึงจุดกระแทก

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n n ถ้าเราถือว่าความเร็วการเคลื่อนที่ของคอยล์สปริงเปลี่ยนแปลงเป็นเส้นตรงตามความยาวของสปริง แล้ว = 1/3 เทอมที่สองทางด้านซ้ายของสมการ (13) แสดงออกถึงการทำงานของลูกสูบหลังจากการกระแทกระหว่างการทำให้สปริงพลิกผันแบบไดนามิก ด้านขวาของสมการ (13) คือพลังงานศักย์ของการเสียรูปของสปริง (ด้วยความสอดคล้อง m) ซึ่งสามารถส่งคืนได้โดยการค่อยๆ คลายสปริงที่เสียรูปออก

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น ด้วยการใช้โหลดทันที v 0 = 0; ง = 2 ช้อนโต๊ะ การโหลดแบบสถิตซึ่งเทียบเท่ากับผลกระทบสามารถเกิดขึ้นได้ คำนวณจากความสัมพันธ์ n n

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n องค์ประกอบยืดหยุ่นของยางใช้ในการออกแบบข้อต่อแบบยืดหยุ่น ส่วนรองรับการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน และอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อรับการเคลื่อนไหวขนาดใหญ่ องค์ประกอบดังกล่าวมักจะส่งภาระผ่านชิ้นส่วนโลหะ (แผ่น ท่อ ฯลฯ)

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น ข้อดีขององค์ประกอบยืดหยุ่นของยาง: ความสามารถในการเป็นฉนวนไฟฟ้า ความสามารถในการทำให้หมาด ๆ สูง (การกระจายพลังงานในยางถึง 30-80%); ความสามารถในการสะสมพลังงานต่อหน่วยมวลมากกว่าเหล็กสปริง (มากถึง 10 เท่า) ในตาราง รูปที่ 1 แสดงไดอะแกรมและสูตรการคำนวณสำหรับการหาค่าความเค้นและการกระจัดโดยประมาณขององค์ประกอบยืดหยุ่นของยาง

สปริงและองค์ประกอบยืดหยุ่น n n วัสดุขององค์ประกอบ - ยางทางเทคนิคที่มีความต้านแรงดึง (8 MPa; โมดูลัสแรงเฉือน G = 500-900 MPa. V ปีที่ผ่านมาองค์ประกอบยืดหยุ่นของลมกำลังแพร่หลาย

ในการผลิตเครื่องมือ สปริงที่มีรูปทรงเรขาคณิตต่างๆ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย มีทั้งแบบแบน โค้ง เกลียว สกรู

6.1. สปริงแบน

6.1.1 การใช้งานและการออกแบบสปริงแบน

สปริงแบนเป็นแผ่นที่โค้งงอและทำจากวัสดุยืดหยุ่น ในระหว่างการผลิต อาจมีรูปทรงที่สะดวกสำหรับวางในตัวอุปกรณ์ ในขณะที่อาจใช้พื้นที่น้อย สปริงแบนสามารถทำจากวัสดุสปริงเกือบทุกชนิด

สปริงแบบแบนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์หน้าสัมผัสทางไฟฟ้าต่างๆ ที่แพร่หลายมากที่สุดคือหนึ่งในรูปแบบที่ง่ายที่สุดของสปริงแบนในรูปแบบของแท่งตรงที่ยึดที่ปลายด้านหนึ่ง (รูปที่ 6.1, a)

ก - กลุ่มหน้าสัมผัสของรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า b - การติดต่อเปลี่ยน;

วี - สปริงหน้าสัมผัสแบบเลื่อน

ข้าว. 6.1 สปริงสัมผัส:

เมื่อใช้สปริงแบน สามารถสร้างระบบไมโครสวิตช์แบบยืดหยุ่นแบบพลิกกลับได้ โดยให้ความเร็วการตอบสนองสูงเพียงพอ (รูปที่ 6.1, b)

สปริงแบบแบนยังใช้ในอุปกรณ์หน้าสัมผัสทางไฟฟ้าเป็นหน้าสัมผัสแบบเลื่อน (รูปที่ 6.1, c)

ส่วนรองรับและตัวกั้นแบบยืดหยุ่นที่ทำจากสปริงแบนไม่มีการเสียดสีหรือระยะฟันเฟือง ไม่ต้องการการหล่อลื่น และไม่เสี่ยงต่อการปนเปื้อน ข้อเสียของตัวรองรับและตัวกั้นแบบยืดหยุ่นคือการเคลื่อนที่เชิงเส้นและเชิงมุมที่จำกัด

การเคลื่อนไหวเชิงมุมที่สำคัญได้รับอนุญาตจากสปริงวัดรูปเกลียว - ผม เส้นขนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าหลายชนิดและมีจุดประสงค์เพื่อเลือกฟันเฟืองในกลไกการส่งผ่านของอุปกรณ์ มุมบิดของผมถูกจำกัดทั้งด้วยเหตุผลของความแข็งแรงและเนื่องจากการสูญเสียความมั่นคงของรูปทรงแบนของผมที่มุมบิดที่ใหญ่เพียงพอ

เมนสปริงมีรูปร่างเป็นเกลียวและทำหน้าที่เป็นมอเตอร์

ข้าว. 6.2 วิธีการยึดสปริงแบน

6.1.2 การคำนวณสปริงแบนและสปริงเกลียว

สปริงตรงและโค้งแบนเป็นแผ่นที่มีรูปร่างที่กำหนด (ตรงหรือโค้ง) ซึ่งโค้งงออย่างยืดหยุ่นภายใต้อิทธิพลของแรงภายนอกเช่นโค้งงอ โดยปกติสปริงเหล่านี้จะใช้ในกรณีที่แรงกระทำต่อสปริงภายในจังหวะเล็กน้อย

ขึ้นอยู่กับวิธีการยึดและสถานที่ที่มีการรับน้ำหนักสปริงแบนจะมีความโดดเด่น:

- ทำงานเป็นคานเท้าแขนที่มีภาระหนักที่ปลายอิสระ (รูปที่ 6.2 ก)

- ทำงานเหมือนคานโดยวางอยู่บนที่รองรับสองตัวอย่างอิสระโดยมีน้ำหนักที่เข้มข้น (รูปที่ 6.2 b)

- ทำงานเหมือนคานปลายด้านหนึ่งได้รับการแก้ไขและอีกอันวางอยู่บนส่วนรองรับที่มีภาระหนาแน่นอย่างอิสระ (รูปที่ 6.2 c)

- ทำงานเหมือนคานปลายด้านหนึ่งติดบานพับและอีกอันวางอยู่บนส่วนรองรับที่มีภาระรวมอย่างอิสระ (รูปที่ 6.2 d)

- ซึ่งเป็นแผ่นกลมจับจ้องอยู่ที่ขอบและบรรจุไว้ตรงกลาง (เมมเบรน) (รูปที่ 6.2 d)

ก) ซีดี)

เมื่อออกแบบแหนบแบบแบน หากเป็นไปได้ ควรเลือกให้มากที่สุด รูปร่างที่เรียบง่ายอำนวยความสะดวกในการคำนวณ สปริงแบนคำนวณโดยใช้สูตร

การโก่งตัวของสปริงจากโหลดเข้า, ม
ความหนาของสปริง หน่วยเป็น ม
ความกว้างของสปริงเป็นม
	ตั้งค่าตามสภาพการใช้งาน
ร.ร	เลือกโดย
การโก่งตัวของสปริงในหน่วย m		สร้างสรรค์
ความยาวใช้งานของสปริง หน่วยเป็น ม		ข้อควรพิจารณา

โดยปกติคอยล์สปริงจะอยู่ในดรัมเพื่อให้สปริงมีขนาดภายนอกที่แน่นอน

เกิดจากการยื่นออกมาบนเพลาที่พอดีกับร่องผสมพันธุ์ในดุมล้อ มันมีอะไรอยู่ใน รูปร่างและเนื่องจากสภาพการทำงานแบบไดนามิก เส้นโค้งจึงถือเป็นการเชื่อมต่อแบบหลายคีย์ ผู้เขียนบางคนเรียกว่าข้อต่อเกียร์

ส่วนใหญ่จะใช้เส้นโค้งด้านตรง (a) ส่วนโปรไฟล์แบบม้วน (b) GOST 6033-57 และสามเหลี่ยม (c) นั้นพบได้น้อยกว่า

ร่องฟันด้านตรงสามารถทำให้ล้ออยู่ตรงกลางบนพื้นผิวด้านข้าง (a) บนพื้นผิวด้านนอก (b) บนพื้นผิวด้านใน (c)

เมื่อเปรียบเทียบกับคีย์ เส้นโค้ง:

มีความสามารถในการรับน้ำหนักมาก

ตั้งศูนย์กลางล้อบนเพลาได้ดีขึ้น

พวกเขาเสริมความแข็งแกร่งให้กับหน้าตัดของเพลาเนื่องจากโมเมนต์ความเฉื่อยของส่วนที่เป็นยางมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแบบกลม

` ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษในการทำรู

เกณฑ์หลักสำหรับประสิทธิภาพของเส้นโค้งคือ:

è ความต้านทานของพื้นผิวด้านข้างต่อการบด (การคำนวณคล้ายกับเดือย)

è ความต้านทานการสึกหรอระหว่างการกัดกร่อนของเฟรต (การเคลื่อนที่ของแรงสั่นสะเทือนซึ่งกันและกันเล็กน้อย)

การยุบตัวและการสึกหรอสัมพันธ์กับพารามิเตอร์เดียว - ความเค้นสัมผัส (ความดัน) ส ซม . ซึ่งช่วยให้คำนวณร่องฟันได้โดยใช้เกณฑ์ทั่วไปสำหรับทั้งการสึกหรอจากการกดทับและการสึกหรอจากการสัมผัส ความเครียดที่อนุญาต [ ส]ซม กำหนดโดยพิจารณาจากประสบการณ์ในการดำเนินงานโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน

สำหรับการคำนวณจะคำนึงถึงการกระจายน้ำหนักที่ไม่สม่ำเสมอบนฟันด้วย

ที่ไหน ซี – จำนวนเส้นโค้ง ชม. – ความสูงในการทำงานของเส้นโค้ง ล – ความยาวใช้งานของเส้นโค้ง เฉลี่ยต่อวัน – เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของส่วนต่อแบบร่องฟัน สำหรับเส้นโค้งที่ไม่ม้วน ความสูงของการทำงานจะถือว่าเท่ากับโมดูลโปรไฟล์ เช่น เฉลี่ยต่อวัน ใช้เส้นผ่านศูนย์กลางของสนาม

สัญลักษณ์สำหรับการเชื่อมต่อร่องฟันด้านตรงประกอบด้วยสัญลักษณ์สำหรับพื้นผิวที่อยู่ตรงกลาง ดี , ง หรือ ข , จำนวนฟัน ซี , ขนาดที่กำหนด ดี x ดี (เช่นเดียวกับการกำหนดช่องความอดทนตามเส้นผ่านศูนย์กลางศูนย์กลางและด้านข้างของฟัน) ตัวอย่างเช่น, ลึก 8 x 36H7/g6 x 40 หมายถึงการเชื่อมต่อแบบแปดร่องซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกพร้อมมิติ ง = 36 และ ดี =40 มม และพอดีกับเส้นผ่านศูนย์กลางศูนย์กลาง H7/g6 .

คำถามควบคุม

การเชื่อมต่อแบบถอดได้และแบบถาวรแตกต่างกันอย่างไร?

ข้อต่อเชื่อมใช้ที่ไหนและเมื่อไหร่?

ข้อดีและข้อเสียของรอยเชื่อมคืออะไร?

รอยเชื่อมกลุ่มหลักๆ คืออะไร?

การเชื่อมประเภทหลักแตกต่างกันอย่างไร?

ข้อดีและข้อเสียของข้อต่อแบบหมุดย้ำคืออะไร?

ข้อต่อแบบย้ำหมุดจะใช้ที่ไหนและเมื่อไหร่?

เกณฑ์การออกแบบความแข็งแรงของหมุดย้ำมีอะไรบ้าง?

หลักการออกแบบของการเชื่อมต่อแบบเกลียวคืออะไร?

เธรดประเภทหลักมีประโยชน์อย่างไร?

ข้อดีและข้อเสียของการเชื่อมต่อแบบเกลียวคืออะไร?

เหตุใดจึงจำเป็นต้องล็อคการเชื่อมต่อแบบเกลียว?

การออกแบบใดบ้างที่ใช้ในการล็อคการเชื่อมต่อแบบเกลียว?

ความสอดคล้องของชิ้นส่วนถูกนำมาพิจารณาอย่างไรเมื่อคำนวณการเชื่อมต่อแบบเธรด?

จากการคำนวณกำลังหาเส้นผ่านศูนย์กลางเกลียวได้เท่าไร?

เส้นผ่านศูนย์กลางเกลียวที่ใช้ระบุเกลียวคือเท่าใด?

การออกแบบและจุดประสงค์หลักของการเชื่อมต่อแบบพินคืออะไร?

เกณฑ์การโหลดและการออกแบบพินมีกี่ประเภท?

การออกแบบและวัตถุประสงค์หลักของข้อต่อแบบกุญแจคืออะไร?

ประเภทของการโหลดและเกณฑ์การออกแบบสำหรับคีย์มีอะไรบ้าง

การออกแบบและจุดประสงค์หลักของข้อต่อแบบ spline คืออะไร?

การบรรทุกประเภทใดและเกณฑ์ในการคำนวณร่องสลักมีอะไรบ้าง

สปริง องค์ประกอบยืดหยุ่นในเครื่องจักร

รถแต่ละคันมีชิ้นส่วนเฉพาะที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานจากส่วนอื่นๆ ทั้งหมด พวกมันเรียกว่าองค์ประกอบยืดหยุ่น องค์ประกอบยางยืดมีการออกแบบที่แตกต่างกันและแตกต่างกันมาก จึงสามารถให้คำจำกัดความทั่วไปได้

องค์ประกอบยืดหยุ่นคือชิ้นส่วนที่มีความแข็งแกร่งน้อยกว่าชิ้นส่วนอื่นมากและมีการเสียรูปสูงกว่า

ด้วยคุณสมบัตินี้ องค์ประกอบที่ยืดหยุ่นจึงเป็นองค์ประกอบแรกที่รับรู้ถึงแรงกระแทก การสั่นสะเทือน และการเสียรูป

ส่วนใหญ่แล้ว องค์ประกอบที่ยืดหยุ่นจะตรวจจับได้ง่ายเมื่อตรวจสอบรถยนต์ เช่น ยางล้อ สปริงและสปริง เบาะนั่งแบบนุ่มสำหรับผู้ขับขี่และผู้ขับ

บางครั้งองค์ประกอบยืดหยุ่นจะถูกซ่อนไว้ภายใต้หน้ากากของส่วนอื่น เช่น เพลาบิดบาง สตั๊ดที่มีคอยาวบาง ก้านที่มีผนังบาง ปะเก็น เปลือก ฯลฯ อย่างไรก็ตาม นักออกแบบที่มีประสบการณ์จะสามารถจดจำและใช้องค์ประกอบยืดหยุ่น "อำพราง" ดังกล่าวได้อย่างแม่นยำด้วยความแข็งแกร่งที่ค่อนข้างต่ำ

บนทางรถไฟ เนื่องจากการขนส่งที่รุนแรง ความผิดปกติของส่วนรางจึงค่อนข้างใหญ่ ที่นี่ องค์ประกอบที่ยืดหยุ่นพร้อมกับสปริงของรางรถไฟ จริงๆ แล้วกลายเป็นราง ไม้หมอน (โดยเฉพาะไม้ ไม่ใช่คอนกรีต) และดินของคันดิน

องค์ประกอบยืดหยุ่นค้นหาการใช้งานที่กว้างที่สุด:

è สำหรับการดูดซับแรงกระแทก (ลดการเร่งความเร็วและแรงเฉื่อยระหว่างการกระแทกและการสั่นสะเทือน เนื่องจากระยะเวลาการเปลี่ยนรูปขององค์ประกอบยืดหยุ่นนานกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่แข็ง)

è เพื่อสร้างแรงคงที่ (เช่น แหวนรองแบบยืดหยุ่นและแบบแยกส่วนใต้น็อตจะสร้างแรงเสียดทานคงที่ในเกลียว ซึ่งป้องกันการคลายเกลียวในตัวเอง)

è สำหรับการปิดกลไกบังคับ (เพื่อกำจัดช่องว่างที่ไม่ต้องการ);

è สำหรับการสะสม (การสะสม) ของพลังงานกล (สปริงนาฬิกา, สปริงของกองหน้าอาวุธ, ส่วนโค้งของคันธนู, ยางของหนังสติ๊ก, ไม้บรรทัดงอใกล้หน้าผากของนักเรียน ฯลฯ );

è สำหรับการวัดแรง (มาตราส่วนสปริงขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักและการเสียรูปของสปริงวัดตามกฎของฮุค)

โดยทั่วไปแล้วองค์ประกอบยืดหยุ่นจะทำในรูปแบบของสปริงที่มีการออกแบบต่างๆ

สปริงอัดและสปริงยืดแบบยืดหยุ่นพบได้บ่อยในรถยนต์ คอยล์ในสปริงเหล่านี้อาจมีการบิดงอได้ สปริงรูปทรงกระบอกสะดวกในการวางในเครื่องจักร

ลักษณะสำคัญของสปริงก็เหมือนกับองค์ประกอบยืดหยุ่นอื่นๆ คือความแข็งแกร่งหรือความสอดคล้องแบบผกผัน ความแข็งแกร่ง เค พิจารณาจากการพึ่งพาแรงยืดหยุ่น เอฟ จากการเสียรูป x . หากการพึ่งพานี้สามารถพิจารณาเป็นเส้นตรงได้ ดังเช่นในกฎของฮุค ความแข็งจะถูกพบโดยการหารแรงด้วยการเสียรูป เค =ฉ/x .

หากการพึ่งพาไม่เชิงเส้น เช่นเดียวกับในกรณีในโครงสร้างจริง ความแข็งจะพบว่าเป็นอนุพันธ์ของแรงที่เกี่ยวข้องกับการเสียรูป เค =∂ ฉ/ ∂ x.

แน่นอนว่าคุณต้องทราบประเภทของฟังก์ชันที่นี่ เอฟ =ฉ (x ) .

สำหรับการบรรทุกหนัก เมื่อจำเป็นต้องกระจายแรงสั่นสะเทือนและแรงกระแทก จะใช้แพ็คเกจขององค์ประกอบยืดหยุ่น (สปริง)

แนวคิดก็คือเมื่อสปริงคอมโพสิตหรือสปริงหลายชั้น (สปริง) เสียรูป พลังงานจะกระจายไปเนื่องจากการเสียดสีระหว่างองค์ประกอบต่างๆ

ชุดจานสปริงใช้เพื่อดูดซับแรงกระแทกและการสั่นสะเทือนในข้อต่อยืดหยุ่นระหว่างโบกี้ของหัวรถจักรไฟฟ้า ChS4 และ ChS4 T

ในการพัฒนาแนวคิดนี้ ตามความคิดริเริ่มของเจ้าหน้าที่ของสถาบันการศึกษาของเราบนถนน Kuibyshevskaya มีการใช้ดิสก์สปริง (แหวนรอง) ในการเชื่อมต่อแบบเกลียวของข้อต่อราง สปริงจะถูกวางไว้ใต้น็อตก่อนขันให้แน่นและให้แรงเสียดทานคงที่สูงในการเชื่อมต่อ รวมถึงคลายน็อตด้วย

วัสดุสำหรับองค์ประกอบยืดหยุ่นต้องมีคุณสมบัติยืดหยุ่นสูงและที่สำคัญที่สุดคือไม่สูญเสียไปตามกาลเวลา

วัสดุหลักสำหรับสปริง ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอนสูง 65.70 เหล็กแมงกานีส 65G เหล็กซิลิคอน 60S2A เหล็กโครมวาเนเดียม 50HFA เป็นต้น วัสดุเหล่านี้ทั้งหมดมีสูงกว่า คุณสมบัติทางกลเมื่อเทียบกับเหล็กโครงสร้างทั่วไป

ในปี พ.ศ. 2510 วัสดุที่เรียกว่ายางโลหะ "MR" ได้รับการประดิษฐ์และจดสิทธิบัตรที่ Samara Aerospace University วัสดุทำจากลวดโลหะที่พันกันยู่ยี่แล้วกดให้เป็นรูปทรงที่ต้องการ

ข้อได้เปรียบอันใหญ่หลวงของยางโลหะคือการผสมผสานความแข็งแรงของโลหะเข้ากับความยืดหยุ่นของยางได้อย่างสมบูรณ์แบบ และนอกจากนี้ เนื่องจากแรงเสียดทานระหว่างลวดที่มีนัยสำคัญ ยางจึงกระจายพลังงานการสั่นสะเทือน (แดมเปอร์) ออกไป ซึ่งเป็นวิธีการป้องกันการสั่นสะเทือนที่มีประสิทธิภาพสูง

ความหนาแน่นของลวดพันกันและแรงกดสามารถปรับได้ โดยได้ค่าความแข็งและการหน่วงของยางโลหะตามที่กำหนดในช่วงกว้างมาก

ยางโลหะมีอนาคตที่สดใสอย่างแน่นอนในฐานะวัสดุสำหรับการผลิตชิ้นส่วนยืดหยุ่น

องค์ประกอบยืดหยุ่นต้องมีการคำนวณที่แม่นยำมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องได้รับการออกแบบให้มีความแข็งแกร่งเนื่องจากนี่คือลักษณะหลัก

อย่างไรก็ตาม การออกแบบองค์ประกอบยืดหยุ่นนั้นมีความหลากหลายมาก และวิธีการคำนวณก็ซับซ้อนมากจนไม่สามารถนำเสนอในสูตรทั่วไปใดๆ ได้ โดยเฉพาะในกรอบของหลักสูตรของเราซึ่งจบที่นี่

คำถามควบคุม

1. องค์ประกอบยืดหยุ่นในการออกแบบเครื่องจักรสามารถหาเกณฑ์อะไรได้บ้าง?

2. องค์ประกอบยืดหยุ่นใช้สำหรับงานใดบ้าง?

3. ลักษณะใดขององค์ประกอบยืดหยุ่นที่ถือเป็นองค์ประกอบหลัก?

4. องค์ประกอบยางยืดควรทำจากวัสดุอะไร?

5. แหวนรองสปริง Belleville ใช้งานบนถนน Kuibyshevskaya อย่างไร

การแนะนำ…………………………………………………………………………………
1. ปัญหาทั่วไปของการคำนวณชิ้นส่วนเครื่องจักร…………………………………………...
1.1. แถวของตัวเลขที่ต้องการ………………………………………………………………...
1.2. เกณฑ์พื้นฐานสำหรับประสิทธิภาพของชิ้นส่วนเครื่องจักร………… 1.3 การคำนวณความต้านทานต่อความล้าภายใต้ความเค้นแปรผัน………..
1.3.1. แรงดันไฟฟ้าแปรผัน……………………………………………………….. 1.3.2. ขีดจำกัดความอดทน………………………………………….. 1.4. ปัจจัยด้านความปลอดภัย……………………………………………………………
2. การส่งผ่านกลไก………………………………………………………………………... 2.1. ข้อมูลทั่วไป……………………………………………………………….. 2.2. ลักษณะของเฟืองขับ…………………………………..
3. เกียร์ ……………………………………………………………………….. 4.1. สภาพการทำงานของฟัน……………………………………………………… 4.2. วัสดุเกียร์…………………………………………........... 4.3 ลักษณะประเภทของการทำลายฟัน…………………………… 4.4 โหลดการออกแบบ…………………………………………………………… 4.4.1. ปัจจัยโหลดการออกแบบ…………………………………………… 4.4.2. ความแม่นยำของเกียร์…………………………………….. 4.5 เดือยเกียร์……………………………
4.5.1. กองกำลังในการสู้รบ………………………………………… 4.5.2. การคำนวณความต้านทานต่อความเมื่อยล้าสัมผัส……………………. 4.5.3. การคำนวณความต้านทานต่อความล้าจากการดัดงอ……………… 4.6 เกียร์เอียง…………………………………… 4.6.1 พารามิเตอร์หลัก………………………………………………………… 4.6.2. กองกำลังในการสู้รบ………………………………………… 4.6.3. การคำนวณความต้านทานต่อความล้าเมื่อสัมผัส…………………… 4.6.4 การคำนวณความต้านทานความล้าในการดัด…………………….
5. เฟืองตัวหนอน………………………………………………………………………… 5.1. ข้อมูลทั่วไป……………………………………………………….. 5.2. กองกำลังในการสู้รบ……………………………………………………… 5.3. วัสดุเฟืองตัวหนอน…………………………………………… 5.4 การคำนวณความแข็งแกร่ง………………………………………………………..
5.5. การคำนวณความร้อน………………………………………………………………………………… 6. เพลาและเพลา…………………………………………………………………… 6.1. ข้อมูลทั่วไป……………………………………………………….. 6.2. เกณฑ์การออกแบบโหลดและประสิทธิภาพ……………… 6.3 การคำนวณการออกแบบเพลา…………………………………………… 6.4. แผนภาพการออกแบบและขั้นตอนการคำนวณเพลา…………………………………….. 6.5 การคำนวณความแข็งแรงคงที่…………………………………………… 6.6. 6.7. การคำนวณความต้านทานต่อความเหนื่อยล้า………………………………………….. การคำนวณเพลาเพื่อความแข็งแกร่งและความต้านทานการสั่นสะเทือน……………………………
7. ตลับลูกปืนแบบหมุน……………………………………………………………… 7.1. การจำแนกประเภทของตลับลูกปืนกลิ้ง…………………………………… 7.2 การกำหนดตลับลูกปืนตาม GOST 3189-89 ……………………………… 7.3 คุณสมบัติของแบริ่งสัมผัสเชิงมุม…………………………… 7.4 แบบแผนการติดตั้งแบริ่งบนเพลา…………………………………… 7.5 การออกแบบภาระบนแบริ่งสัมผัสเชิงมุม………………… .. 7.6 สาเหตุของความล้มเหลวและเกณฑ์การคำนวณ………………………........... 7.7. วัสดุของชิ้นส่วนแบริ่ง……..…………………………………. 7.8. การเลือกตลับลูกปืนตามความสามารถในการรับน้ำหนักคงที่ (GOST 18854-94)………………………………………………………………
7.9. การเลือกตลับลูกปืนตามความสามารถในการรับน้ำหนักแบบไดนามิก (GOST 18855-94) ……………………………………………………………… 7.9.1 ข้อมูลเบื้องต้น…………………………………………. 7.9.2. พื้นฐานสำหรับการคัดเลือก…………………………………………………………….. 7.9.3 คุณสมบัติของการเลือกตลับลูกปืน………………………………..
8. ตลับลูกปืนเลื่อน………………………………………………………
8.1. ข้อมูลทั่วไป……………………………………………………..
8.2. สภาพการทำงานและโหมดแรงเสียดทาน………………………………………………………………
7. ข้อต่อ
7.1. ข้อต่อแข็ง
7.2. การชดเชยข้อต่อ
7.3. ข้อต่อแบบเคลื่อนย้ายได้
7.4. ข้อต่อแบบยืดหยุ่น
7.5. คลัตช์แรงเสียดทาน
8. การเชื่อมต่อชิ้นส่วนเครื่องจักร
8.1. การเชื่อมต่อแบบถาวร
8.1.1. รอยเชื่อม
การคำนวณความแข็งแรงของรอยเชื่อม
8.1.2. การเชื่อมต่อหมุดย้ำ
8.2. การเชื่อมต่อที่ถอดออกได้
8.2.1. การเชื่อมต่อแบบเกลียว
การคำนวณความแข็งแรงของการเชื่อมต่อแบบเกลียว
8.2.2. ปักหมุดการเชื่อมต่อ
8.2.3. การเชื่อมต่อแบบคีย์
8.2.4. การเชื่อมต่อแบบ Spline
9. สปริง……………………………………………

	|	บรรยายครั้งต่อไป ==>