14 Połączenia podatne.



Połączenia podatne (sprężyste) mają za zadanie umożliwienie wzajemnych przesunięć części maszyn (w określonych granicach), a także kumulowanie energ ii kinetycznej,
tłumienie drgań.



Zadania te spełniają elementy podatne, w tym głownie

sprężyny i elementy gumowe

.

Def.

To połączenia ruchowe rozłączne lub nierozłączne, zazwyczaj pośrednie w których łącznikiem jest element sprężysty.

Elementy podatne.



Elementy podatne, a zwłaszcza sprężyny, należą do części maszyn pracujących w ciężkich warunkach (obciążenia udarne, obciążenia zmienne, wysokie temperatury)



Są to elementy do których stawia się wymagania dużej precyzji i pewności działania oraz dużej trwałości.

Zadania sprężyn.



Dociskają części maszyn w czasie ich pracy.



Zapewniają zmianę położenia różnych elementów w określonych granicach.



Łagodzą uderzenia i wstrząsy.



Tłumią drgania.



Służą do regulacji siły oddziaływania części.



Kasują luzy.



Kumulują energię.



Umożliwiają napęd drobnych mechanizmów.



Służą do pomiaru sił.

Klasyfikacja sprężyn.

a)

b) Śrubowe walcowe c) śrubowo stożkowe d) e) płaskie f) spiralne g) talerzowe h) pierścieniowe

1)

Ze względu na rodzaj obciążenia.



Ściskane – naciskowe ( a,c,g,h )



Rozciągane – naciągowe (b)



Zginane (d,e)



Skręcanie – skrętowe (f)

2)

Ze względu na liczbę elementów współpracujących.



Pojedyncze (a,b,c,d,f)



Zespołowe (e,g,h)

Materiały do wyrobu sprężyn.



Występuje konieczność stosowania materiałów o dużej wytrzymałości, zwłaszcza zmęczeniowej, oraz wysokiej granicy sprężystości i plastyczności.



Na sprężyny stalowe stosuje się najczęściej stale wysokowęglowe i stopowe.



Sprężyny pracujące w środowisku korodującym oraz sprężyny stykowe, są wykonane z odpowiednich stopów metali nieżelaznych (brąz krzemowy; fosforowy, mosiądzu wysoko-
niklowego).



Niektóre rodzaje sprężyn wykonuje się z drewna prasowanego, oraz z tworzyw sztucznych.



Sprężyny wykonuje się z drutów (rzadziej z prętów), taśm i blach.

Sztywność sprężyn.

Lub

Dla sprężyn skrętowych

Gdzie: F – siła obciążająca, s – odkształcenie, ugięcie sprężyny, M-moment skręcający

kąt skręcenia sprężyny.

Charakterystyki sprężyn.

Sprężyny mogą być:



Podatne –„ miękkie”, łatwo odkształcające się już przy niewielkim obciążeniu (1)



Sztywne – „twarde” (2)



O sztywności stałej (1 i 2)-liniowe



O sztywności zmiennej (3 i 4) – nieliniowe.



Progresywne (3) – o sztywności wzrastającej w miarę wzrostu obciążenia.



Degresywne (4) – o sztywności malejącej.

Praca sprężyn.



W wyniku odkształcenia wywołanego obciążeniem sprężyna gromadzi energię umożliwiającą wykonanie określonej pracy.



Wartość pracy określa zakreskowane pole pod charakterystyką.

Wartość pracy wyraża się zależnością:

∫

lub dla skrętowych

∫

Dla najczęściej spotykanych sprężyn liniowych, odpowiednio:

Lub

Układy sprężyn.

Układy równoległe sprężyn:



śrubowych naciskowych(a)



śrubowych naciągowych(b)



talerzowych kolumnowych( c )



śrubowych naciągowej i naciskowej(d)



drążków skrętnych (e)

Układy szeregowe sprężyn:



śrubowych naciągowych (a)



śrubowych naciskowych (b)



talerzowych ( c )



naciągowej i płaskiej (d)



drążka skrętnego o zmiennej sztywności (e)

Geometra sprężyn.

Obliczenie sprężyn.