Расчет противодействующей пружины

После окончания расчета магнитного узла приступают к определению параметров противодействующей пружины.

Момент, развиваемый противодействующей пружиной, ра­вен

(3.37)

где – угол закручивания, рад;

Е – модуль упругости материала пружины, н/м²;

– ширина пружины, м;

– толщина пружины, м;

– длина пружины, м.

При установившихся показаниях момент пружины должен быть равен вращающему моменту М_пр магнитного узла. Следовательно, подставив в левую часть уравнения (3.37) величину максимального вращения момента, определяют параметры противодействующей пружины

(3.38)

Из конструктивных соображений выбирают наружный радиус спиральной пружины (рис. 3.1) и число витков (в современных тахометрах = 5÷10 мм; = 10÷15), а затем определяют полную длину пружины

(3.39)

При выборе и необходимо обеспечить отсутствие дополнительных моментов трения между витками пружины последовательно, искажение характеристики пружины. Это достигается применением спиральных пружин с расстоянием между соседними витками не менее (0,6 – 0,1)·10^-3 м.

Толщину пружины выбирают из следующих соображений.

Уменьшение толщины пружины ведет к повышению ее боковой виброустойчивости, в то же время изготовление ленты толщиной менее (0,5 – 1,0)·10^-4м весьма затруднительно. В существующих тахометрах толщина пружины лежит в пределах (0,1÷0,5)·10^-4м.

От свойств материала пружины зависят ее размеры, технологичность изготовления прибора и величина дополнительной погрешности тахометра. Поэтому выбирать материал пружины (табл. 3.4) следует с большими модулем упругостиЕ и допустимым напряжением В то же время материал пружины должен иметь по возможности меньший температурный коэффициент модуля упругости и хорошо поддаваться пайке.

Выбрав из табл. 3.4 [13] материал пружины, вычисляют требуемую ширину пружины по формуле

(3.40)

Таблица З.4

Материал	Марка	Модуль упругости Е·10-10, н/м2	Допустимое напряжение σдоп×10-8, н/м2	Температурный коэффициент линейного расширения βп·104, град-1	Температурный коэффициент модуля упругости γE·104 град-1		Примечание
Бериллиевая бронза	Бр. Б2,5	13,2	13,2	0,166
То же	Бр. Б2	12,9÷13,8	12,7÷13,7	0,166
Оловянисто фосфоритная бронза	Бр. ОФ4-0,25	9,8	4,9÷5,9	0,176	-4,0	Подается сварке и спайке
Нейзильбер	МНЦ 15 – 20	12,3÷13,7	3,7÷4,4 5,4÷6,4	0,166	-4,0	То же

После определения параметров противодействующей спиральной пружины проводят проверку пружины на прочность, т. е. вычисляют наибольшее напряжение в материале пружины

(3.41)

Если окажется, что наибольшее напряжение в материале пружины превышает допустимое напряжение , то необходимо изменить толщину, длину или материал пружины и повторить расчет.

Если окажется, что значит параметры пружины выбраны правильно.

На этом расчет элементов магнитного тахометра заканчивают.