1.2 Центрирование пружин

При установке пружины должны быть надежно центрированы с обоих торцов.

Центрирование обычно производят по внутренней поверхности витков (I). Центрирование по наружной поверхности (II) применяют только при расположении пружин в охватывающих деталях — гильзах, стаканах. Высота h центрирующего пояска должна быть равна по меньшей мере d для того, чтобы обеспечить центрирование по полной окружности пружины.

Из-за неточности навивки пружины центрирование делают очень свободным: между центрирующими поясками и витками пружины предусматривают зазор, равный 0,02 — 0,025 центрирующего диаметра. Делать центрирующие пояски высотой более h = 1,5d не рекомендуется во избежание излишнего трения между витками и центрирующими поверхностями. Зазор между поверхностями деталей, смежными с центрирующими поясками и витками пружины, должен быть не менее 0,3 — 0,5 мм.

Особенно это важно при расположении пружин в охватывающих деталях, потому что диаметр пружины при сжатии увеличивается.

Торцы центрирующих деталей должны иметь заходный конус на случай искривления витков или возникновения поперечных колебаний витков.

1.3 Расчет пружин

Согласно ГОСТ 2.401-68 при выполнении чертежей пружин с числом рабочих витков более 4-х показывают с каждого конца пружины один-два витка, помимо опорных. Остальные витки не изображают, а проводят осевые линии через центр сечений витков по всей длине пружины.

Полное число витков пружины n1 определяется по конкретной пружине. Число рабочих витков n равно n1-1,5, что соответствует подшлифовке3/4 витка с каждой стороны. У пружин с диаметром проволоки d<1мм концы, как правило не поджимают и не шлифуются, для них n=n1.

Длину развернутой пружины L определяют из формулы:

L=n1*l, где l длина одного витка, равная:

Где D – наружний диаметр пружины в ее свободном состояние; d – диаметр проволоки; t- шаг пружины.

Поскольку в момент сжатия пружина несколько увеличивается в диаметре, при изображении ее на сборочном чертеже необходимо предусмотреть зазор в 1..2мм между наружной поверхностью пружины и той деталью, внутри которой она находится.

1.4 Устойчивость пружин

При большой длине пружины возникает опасность потери продольной устойчивости, т.е. выпучивание пружины в сторону.

Для пружин с осевой нагрузкой, с хорошо направленными центрирующими элементами, обеспечивающими параллельность торцов пружины при рабочем ходе, предельное отношение высоты L, пружины в свободном состоянии к среднему диаметру D пружины, при котором пружина еще сохраняет устойчивость, равно ~5; для пружин с шарнирно установленными центрирующими элементами L/D = 2,5.

Учитывая возможность внецентренного приложения нагрузки, искривления витков и т. д., целесообразно уменьшать отношение L/D в 1,5 — 2 раза по сравнению с приведенными выше значениями.

При горизонтальном или наклонном расположении пружин, когда появляются поперечные нагрузки, вызванные массой витков, отношение L/D следует еще больше уменьшать.

Если по конструктивным условиям не удается исключить применение длинных пружин, необходимо предусматривать специальные меры против потери устойчивости. Удлинение центрирующих поясков для уменьшения свободного пролета пружины, введение дополнительного центрирующего пояска в средней части пружины сопряжены с повышением трения и опасностью износа витков пружины. Лучше всего разделять длинные пружины на несколько коротких устойчивых пружин, которые должны опираться на плавающие центрирующие элементы, хорошо направленные вдоль оси пружины. Этот способ, однако, сопряжен с увеличением габаритной длины установки вследствие введения дополнительных опорных витков на участках расположения плавающих центрирующих элементов.