Sprężyny naciągowe

Sprężyna naciągowa z napięciem wstępnym

oraz jej charakterystyka

(siła w funkcji ugięcia)

Sprężyny naciągowe

Obliczanie

Dane:

♦ siła początkowa - (P

P

),

♦ siła końcowa - (P

K

),

♦ strzałka robocza - (f

r

)

1. Obliczenie obciążenia granicznego P

g

sprężyny.

δ

−

=

1

P

P

k

g

Przyjmuje się

δ

= 0,05

÷

0,10

(Po przekroczeniu siły P

g

zaczynają się odkształcenia

trwałe)

2. Założenie napięcia własnego (P

0

)

g

0

P

3

1

P

<

Sprężyny naciągowe

3. Wyznaczenie wydłużenia końcowego

(f

k

)

p

k

0

k

r

r

p

k

P

P

P

P

f

)

f

f

(

f

−

−

⋅

=

+

=

4. Wyznaczenie wydłużenia (f

0

)

odpowiadającego napięciu własnemu

p

k

0

r

0

P

P

P

f

f

−

⋅

=

5. Wyznaczenie całkowitego wydłużenia (f)

0

k

f

f

f

+

=

6. Przyjęcie wartości wskaźnika

średnicowego (w) sprężyny

d

D

w

=

(zalecane jest 7

≤

w

≤

10)

Sprężyny naciągowe

7. Wyznaczenie wartości współczynnika

poprawkowego (k)

3

2

w

1

w

1

8

7

w

1

4

5

1

k

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+

=

Wykres zależności współczynnika (k)

od wskaźnika sprężyny (w)

Sprężyny naciągowe

8. Przyjęcie dopuszczalnej wartości

naprężeń stycznych (

τ

k

)

s

k

k

≤

τ

k

s

– dopuszczalne naprężenia styczne (skręcanie);

zalecane jest przyjęcie założenia

MPa

1000

600

k

s

k

÷

=

=

τ

9. Wyznaczenie średnicy (d) drutu

s

k

k

k

w

P

8

'

d

⋅

⋅

⋅

⋅

=

π

Otrzymaną wartość (d’) zaokrąglamy w górę
do najbliższej wartości (d) z szeregu
znormalizowanych średnic drutu
sprężynowego

.

10. Wyznaczenie średniej średnicy (D)

sprężyny

d

w

D

⋅

=

Sprężyny naciągowe

11. Wyznaczenie liczby zwojów czynnych

(z

c

)

3

k

c

w

P

8

f

d

G

z

⋅

⋅

⋅

⋅

=

Moduł sprężystości poprzecznej G materiałów
drutu sprężynowego

MPa

10

8

G

4

⋅

=

12. Wyznaczenie długości (l

0w

) części

walcowej sprężyny nie obciążonej

d

z

l

c

w

0

⋅

=

13. Przyjęcie kształtu zakończeń sprężyny

i wynikającej stąd długości obu
zaczepów (Z)

„

Z” najczęściej wynosi

D lub 2D

Sprężyny naciągowe

14. Wyznaczenie długości (l

0

) sprężyny

nie obciążonej

Z

l

l

w

0

0

+

=

15. Wyznaczenie długości (l

k

) sprężyny

na końcu skoku roboczego

f

f

l

l

0

0

k

+

−

=

16. Wyznaczenie długości (l

p

) sprężyny

na początku skoku roboczego

r

k

P

f

l

l

−

=

Z

Z

n

n

o

o

r

r

m

m

a

a

l

l

i

i

z

z

o

o

w

w

a

a

n

n

e

e

ś

ś

r

r

e

e

d

d

n

n

i

i

c

c

e

e

d

d

r

r

u

u

t

t

ó

ó

w

w

s

s

p

p

r

r

ę

ę

ż

ż

y

y

n

n

o

o

w

w

y

y

c

c

h

h

[

[

m

m

m

m

]

]

W

W

y

y

c

c

i

i

ą

ą

g

g

z

z

P

P

N

N

-

-

E

E

N

N

1

1

0

0

2

2

7

7

0

0

-

-

1

1

:

:

2

2

0

0

0

0

4

4

0,12 0,14 0,16 0,18
0,20 0,22 0,25 0,28
0,30 0,32 0,34 0,36
0,38 0,40 0,43 0,45
0,48 0,50 0,53 0,56
0,60 0,63 0,65 0,70
0,75 0,80 0,85 0,90
0,95 1,00 1,05 1,10
1,20 1,25 1,30 1,40
1,50 1,60 1,70 1,80
1,90 2,00 2,10 2,25
2,40 2,50 2,60 2,80