Sprężyny naciskowe

Sprężyna naciskowa oraz jej charakterystyka

(siła w funkcji ugięcia)

Sprężyny naciskowe

Obliczanie

Dane:

♦ siła początkowa (P

P

),

♦ siła końcowa (P

K

),

♦ strzałka robocza (f

r

)

1. Wyznaczenie końcowego ugięcia (f

k

)

sprężyny

p

k

k

r

k

P

P

P

f

f

−

⋅

=

2. Założenie wskaźnika średnicowego

(w) sprężyny

d

D

w

=

(zalecane jest przyjęcie 7

≤

w

≤

10)

Sprężyny naciskowe

3. Wyznaczenie współczynnika

poprawkowego (k) sprężyny

3

2

w

1

w

1

8

7

w

1

4

5

1

k

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+

=

Wykres zależności współczynnika (k)

od wskaźnika sprężyny (w)

Sprężyny naciskowe

4. Przyjęcie dopuszczalnej wartości

naprężeń stycznych (

τ

k

)

s

k

k

≤

τ

k

s

– dopuszczalne naprężenia styczne (skręcanie)

Zalecane jest przyjęcie

MPa

1000

600

k

S

K

÷

=

=

τ

5. Wyznaczenie średnicy drutu (d)

k

K

k

w

P

8

'

d

τ

π

⋅

⋅

⋅

⋅

=

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

6.

Wyznaczenie średniej średnicy
sprężyny (D)

d

w

D

⋅

=

Sprężyny naciskowe

7. Wyznaczenie liczby zwojów czynnych

(z

c

)

3

k

k

c

w

P

8

f

d

G

z

⋅

⋅

⋅

⋅

=

Moduł sprężystości poprzecznej G materiałów
drutu sprężynowego

MPa

10

8

G

4

⋅

=

8. Przyjęcie liczby zwojów nieczynnych

(z

n

)

2

5

,

1

z

n

÷

=

Zalecane jest przyjęcie z

n

= 1,5 gdy d < 0,5 mm,

zaś z

n

= 2 jeśli d

≥

0,5 mm.

9. Wyznaczenie całkowitej liczby

zwojów (z)

n

c

z

z

z

+

=

Sprężyny naciskowe

10. Wyznaczenie prześwitu

międzyzwojowego (

∑

a

min

)

c

2

min

z

d

1

,

0

d

D

0015

,

0

a

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+

=

∑

11. Wyznaczenie długości (l

bl

) zblokowanej

sprężyny

(

)

d

p

z

l

bl

⋅

+

=

p zależy od przyjętego rodzaju zakończenia
sprężyny:

p = -0,5 - dla sprężyn o zwojach przyłożonych
i szlifowanych,
p = +0,5 - dla sprężyn o zwojach przyłożonych
i nieszlifowanych, gdy z jest liczbą
połówkową,
p = +1,0 - dla sprężyn o zwojach przyłożonych
i nieszlifowanych, gdy z jest liczbą całkowitą

Sprężyny naciskowe

12. Wyznaczenie długości końcowej (l

k

)

sprężyny:

∑

+

=

min

bl

k

a

l

l

∑

+

⋅

+

=

min

k

a

d

)

p

z

(

l

13. Wyznaczenie długości początkowej

(l

p

) sprężyny:

r

k

p

f

l

l

+

=

∑

+

+

⋅

+

=

r

min

p

f

a

d

)

p

z

(

l

14. Wyznaczenie długości (l

0

) sprężyny

swobodnej:

k

k

0

f

l

l

+

=

∑

+

+

⋅

+

=

k

min

0

f

a

d

)

p

z

(

l

Sprężyny naciskowe

Sprawdzanie możliwości wyboczenia

sprężyny

15. Obliczenie wskaźnika smukłości

sprężyny

λ

D

l

0

=

λ

16. Obliczenie wskaźnika sprężystości

sprężyny

η

100

l

f

0

k

=

η

Sprężyny naciskowe

Sprawdzanie możliwości wyboczenia

sprężyny

1. końce sprężyny równoległe i sztywno

zamocowane

2. sprężyny o zmiennych warunkach

podparcia

P

P

u

u

n

n

k

k

t

t

p

p

r

r

a

a

c

c

y

y

p

p

o

o

w

w

y

y

ż

ż

e

e

j

j

k

k

r

r

z

z

y

y

w

w

y

y

c

c

h

h

η

η

(

(

λ

λ

)

)

w

w

y

y

m

m

a

a

g

g

a

a

p

p

r

r

o

o

w

w

a

a

d

d

z

z

e

e

n

n

i

i

a

a

s

s

p

p

r

r

ę

ę

ż

ż

y

y

n

n

y

y

Wskaźnik smukłości sprężyny

λ

Wska

źnik s

pr

ęż

ysto

ści s

pr

ęż

yn

y

η

1

2

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