Разработка сквозной технологии производства пружин
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
на изгиб (VI), применяются в основном, в приборостроений для силового замыкания различных звеньев, замыкания и размыкания контактов электромагнитных реле, микровыключателей и т.д.
Пружины, воспринимающие крутящие моменты, могут быть плоскими спиральными, винтовыми цилиндрическими (VII) и стержневыми (торсионы) (VIII). Пружины кручения воспринимают моментные нагрузки и выполняют в механизмах и машинах те же функций, что и пружины растяжения - сжатия.
Плоские спиральные пружины нашли широкое применение в качестве движения (аккумуляторов энергии) в различных механизмах: часах, заводных игрушках и т.д.
Зависимость между относительным перемещением точек приложения активной и реактивоной нагрузок от величины самой нагрузки для пружин всех типов практически однозначна. Такая зависимость, выражение в графической (рисунок 2) либо аналитической форме, называется характеристикой пружины. При построении характеристики пружины по оси абiисс откладывают перемещение (линейные F либо угловые), а по оси ординат - нагрузки (усилия P либо моменты М).
Рисунок 2 Характеристика пружин
Характеристика большинства пружин, применяемых в машиностроении, прямолинейны (1) либо являются монотонными выпуклыми (2) или вогнутыми (3) кривыми. Характеристики некоторых пружин могут быть ломаными (4). Немонотонные характеристики имеют так называемые хлюпающие упругие элементы, например мембраны, которые вследствие специфичности работы для и ограниченного применения в данной лабораторной не рассматриваются
Для пружины с монотонной характеристикой производная называется жесткостью, а обратные называются податливостью пружины
Также для пружин имеет место быть такое явление как гистенезис, обусловленное внутренним трением в материале пружины, а в некоторых конструкциях- внешним трением между ее элементами, используется для демпфирования колебаний. Гистерезис, а также упругое последствие и ползучесть являются проявлениями упругих несовершенств материала. Упругое последствие проявляется в некотором запаздывании деформаций пружины относительно моментов приложения t=0 либо снятия t = нагрузки (рисунок 3, б). пластическое последствие , являясь одним из проявлений ползучести, характеризуется той частью деформаций пружины, которая сохраняется после разгрузки неограниченно долгое время.
Рисунок 3, Упругое несовершенство материала: а- гистерезис; б - последствие;
Гистерезис, а также упругое последствие и ползучесть являются проявлениями упругих несовершенств материала. Упругое последствие проявляется в некотором запаздывании деформаций пружины относительно моментов приложения t=0 либо снятия t = нагрузки (рисунок 3, б). пластическое последствие , являясь одним из проявлений ползучести, характеризуется той частью деформаций пружины, которая сохраняется после разгрузки неограниченно долгое время.
Другим проявлением ползучести является релаксация , то есть рассасывание, ослабление напряжений при постоянной деформаций. Ползучесть обуславливает временную нестабильность характеристики пружины, что может привести к функциональному расстройству агрегата, а в некоторых случаях - к аварии
Характер нагрузки пружины по времени нагрузки пружины по времени может быть различным. Из всего многообразия законов нагружения остановимся на трех наиболее характерных.
Рисунок 4, характерные циклы напряжений: а - знакопостоянный; б - симметричный; в - пульсационный;
Статистическая нагрузка, при которой долговечность пружины наиболее велика.
Ударная нагрузка характеризуется ее мгновенным приложением и снятием с возникновением значительных внутренних напряжений.
Циклическая нагрузка характеризующая периодичностью действии. Характерные циклы в координатах напряжения - время представлены на рисунке 4. Основные параметры цикла(рисунок 4,а):
Коэффициент ассиметрий
Среднее напряжение
Амплитуда напряжения
При r = -1 цикл называется симметричным ( рисунок 4,б), а при r = 0 - пульсоционным (рисунок 4,в). В соответствие с этим различают пределы выносливости материала при симметричных и при пульсационном циклах.
1.1Выбор материала для изготовления пружин
Материал для пружин должен удовлетворять комплексу разнообразных требований, продиктованных условиями работы и изготовления пружины. Это прежде всего высокие прочностные характеристики, дающие возможность проектировать пружины с минимальным весом и размерами. Поэтому желательно применение таких материалов, предел упругости которых приближается к их временному сопротивлению.
Материал пружин, работающих при циклической и ударной нагрузках, должен обладать высокими пределом выносливости и ударной вязкостью. Наконец, все пружины независимо от характера воспринимаемой нагрузки должны длительно сохранять свою геометрию и характеристику, что обеспечивается релаксационной стойкостью материала. Это требование, равно как и требование максимального увеличение предела упругости, особенно важно при работе пружин в условиях температур (свыше 120 градусов). Если пружина работает в агрессивных средах, материал должен обладать коррозионной стойкостью.
Требование к материалу, определяемые технологией изготовления пружины, включают в себя: достаточную пластичность (для осуществления навивки, штамповки, заневоливования), хорошую прока