Контрольні запитання

1. Яке призначення листових прокладок? Які прокладні матеріали використовують в машинобудуванні?

2. Як установлюють листові прокладки? Як виконують їх центрування?

3. Як ущільнюють жорсткі стики нерозбірних або рідкорозбираємих з'єднань?

4. Як ущільнюють особливо точні рознімні стики типу «метал по металу»?

5. Як ущільнюють різьбові з'єднання великого діаметра?

6. Як ущільнюють вкрутні деталі?

7. В яких випадках використовують ущільнення різьбових з'єднань за допомогою посадок з натягом?

27. Пружні елементи машин

27.1. Призначення та конструкція

Пружні елементи - пружини, ресори, амортизатори, демпфери та ін. широко використовуються в гірничих машинах, транспортних машинах, верстато- та приладобудуванні і т.п. Їх використовують: для створення заданих постійних зусиль - початкового стиску або натяжіння в передачах тертям, фрикційних муфтах, гальмах, запобіжних пристроях, клапанах та ін.; для акумулювання механічної енергії попереднім деформуванням пружин - пружинні двигуни приладів часу та ін.; для віброізоляції та амортизації ударів у гірничому машинобудуванні (вібраційні конвеєри, живильники), в транспортних машинах (автомобілі, вагони), в опорних пристроях чутливих елементів приладів та ін.; для силового замикання кінематичних пар, в основному, кінематичних, щоб усунути вплив зазорів на точність переміщень; для вимірювання сил, температур, переміщень по пружних деформаціях пружин у вимірювальних приладах.

У загальному машинобудуванні поширені: гвинтові циліндричні і конічні пружини розтягу (рис. 27.1, а) та стиску (б) - використовуються в широкому діапазоні навантажень; у цих пружинах витки піддаються деформації крутіння; тарілчасті пружини, які складаються із набору конусних дисків - тарілок (в) - використовуються для великих навантажень при малих пружних переміщеннях (буфери амортизаторів); кільцеві пружини (г) - для великих навантажень при необхідності розсіяти велику кількість енергії (амортизатори); ресори (д) - при обмежених габаритах по осі і необмежених габаритах у боковому напрямку; вони піддаються згинальній деформації; пружини кручення у вигляді витих циліндричних пружин (е) або при обмежених габаритах по осі (є) - у вигляді плоских спіральних пружин; при необмежених габаритах по осі і невеликій податливості використовують стержневі пружини - торсіони (ж); гумово-металеві пружні елементи.

Рис. 27.1. Типи пружин

27.2. 0сновні положення розрахунків гвинтових циліндричних пружин розтягу та стиску з витками круглого перерізу

Пружні елементи відносяться до деталей машин, які вимагають достатньо точних розрахунків. Зокрема, їх обов’язково необхідно розраховувати на жорсткість. При цьому похибки розрахунків не можуть бути компенсовані запасами жорсткості.

Ц иліндричні гвинтові пружини розтягу та стиску характеризуються такими основними геометричними параметрами (рис. 27.2, а, б): діаметр витків (дроту) пружини d; середній діаметр пружини D; зовнішній діаметр пружини D_з = D + d; індекс пружини С = D / d; крок витків у ненавантаженій пружині h (для пружини розтягу h = d); кут підйому витків , причому tg = h / (D); довжина (висота) не навантаженої пружини H₀; довжина робочої частини ненавантаженої пружини Н_р і кількість робочих витків і = Н_р / h; довжина дроту для виготовлення пружини L.

Д

Рис. 27.2. Основні параметри циліндричних гвинтових пружин розтягу та стиску з витками круглого перерізу

ля розрахунку пружини необхідно знати призначення пружини (розтягу, стиску), конструктивні параметри (середній діаметр та ін.), умови навантаження, її робочу характеристику (рис. 27.3), де повинні бути вказані значення λ_min, λ_max - відповідно мінімальна і максимальна розрахункова деформація пружини; F_min, F_max - відповідно мінімальне та максимальне розрахункове навантаження; F_гр - граничне навантаження.

Для пружин розтягу (див. рис. 27.1, а) або стиску (б) за максимальним навантаженням F_max із умови міцності визначаємо діаметр дроту d за формулою:

(27.1)

де К - коефіцієнт, що враховує кривизну витків; С – індекс податливості пружини; [τ]- допустима напруга крутіння витків.

0рієнтуючись на досвід проектування, вибираємо попереднє значення діаметра витків пружини d i величину індексу С із табл. 27.1.

Залежно від індексу С знаходять значення коефіцієнта К за формулою:

К = 1 + 1,4/C . (27.2)

Таблиця 27.1.