Индекс пружины сжатия что это
Расчет пружин
Формулы и способы расчета пружин из стали круглого сечения по ГОСТ 13765
Пружина сжатия Пружина растяжения
| Наименование параметра | Обозначение | Расчетные формулы и значения | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Сила пружины при предварительной деформации, Н | F 1 | Принимается в зависимости от нагрузки пружины | ||||||||||||||
| Сила пружины при рабочей деформации (соответствует наибольшему принудительному перемещению подвижного звена в механизме), Н | F 3 | Принимается в зависимости от нагрузки пружины | ||||||||||||||
| Рабочий ход пружины, мм | h | Принимается в зависимости от нагрузки пружины | ||||||||||||||
| Наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или разгрузке, м/с | v max | Принимается в зависимости от нагрузки пружины | ||||||||||||||
| Выносливость пружины, число циклов до разрушения | N F | Принимается в зависимости от нагрузки пружины | ||||||||||||||
| Наружный диаметр пружины, мм | D 1 | Предварительно принимаются с учетом конструкции узла. Уточняются по таблицам ГОСТ 13766…ГОСТ 13776 | ||||||||||||||
| Относительный инерционный зазор пружины сжатия. Для пружин растяжения служит ограничением максимальной деформации | δ | δ = 1 — F 2 / F 3 (1) Для пружин сжатия классов I и II δ = 0,05 — 0,25 для пружин растяжения δ = 0,05 — 0,10 для одножильных пружин класса III δ = 0,10 — 0,40 для трехжильных класса III δ = 0,15 — 0,40 | ||||||||||||||
| Сила пружины при максимальной деформации, Н | F 3 |  Уточняется по таблицам ГОСТ 13766 ÷ ГОСТ 13776 | ||||||||||||||
| Сила предварительного напряжения (при навивке из холоднотянутой и термообработанной проволоки), Н | F 0 | (0,1 ÷ 0,25) F 3 | ||||||||||||||
| Диаметр проволоки, мм | d | Выбирается по таблицам ГОСТ 13764 ÷ ГОСТ 13776 | ||||||||||||||
| Диаметр трехжильного троса, мм | d 1 | Выбирается по таблицам ГОСТ 13764 ÷ ГОСТ 13776 | ||||||||||||||
| Жесткость одного витка пружины, Н/мм | c 1 | Выбирается по таблицам ГОСТ 13764 ÷ ГОСТ 13776 | ||||||||||||||
| Максимальная деформация одного витка пружины, мм | s’ (при F0 = 0) s» (при F0 > 0) | Выбирается по таблицам ГОСТ 13764 ÷ ГОСТ 13776
| ||||||||||||||
| Максимальное касательное напряжение пружины, МПа | τ 3 |  Для трехжильных пружин
| ||||||||||||||
| Критическая скорость пружины сжатия, м/с | v k |  Для трехжильных пружин
| ||||||||||||||
| Модуль сдвига, МПа | G | Для пружинной стали G = 7,85 х 10 4 | ||||||||||||||
| Динамическая (гравитационная) плотность материала, Н • с 2 /м 4 | ρ | ρ = γ / g, где g — ускорение свободного падения, м/с 2 γ — удельный вес, Н/м 3 Для пружинной стали ρ = 8•10 3 | ||||||||||||||
| Жесткость пружины, Н/мм | с |  Для пружин с предварительным напряжением
Для трехжильных пружин
| ||||||||||||||
| Число рабочих витков пружины | n |  | ||||||||||||||
| Полное число витков пружины | n 1 |  где n2 — число опорных витков | ||||||||||||||
| Средний диаметр пружины, мм | D |  Для трехжильных пружин
| ||||||||||||||
| Индекс пружины | i |  Для трехжильных пружин
Рекомендуется назначать от 4 до 12 | ||||||||||||||
| Коэффициент расплющивания троса в трехжильной пружине, учитывающий увеличение сечения витка вдоль оси пружины после навивки | Δ | Для трехжильного троса с углом свивки β = 24° определяется по таблице
| ||||||||||||||
| Предварительная деформация пружины, мм | s 1 |  | ||||||||||||||
| Рабочая деформация пружины, мм | s 2 |  | ||||||||||||||
| Максимальная деформация пружины, мм | s 3 |  | ||||||||||||||
| Длина пружины при максимальной деформации, мм | l 3 |  где n3 — число обработанных витков Для трехжильных пружин
Для пружин растяжения с зацепами
| ||||||||||||||
| Длина пружины в свободном состоянии, мм | l 0 |  | ||||||||||||||
| Длина пружины растяжения без зацепов в свободном состоянии, мм | l’ 0 |  | ||||||||||||||
| Длина пружины при предварительной деформации, мм | l 1 |  Для пружин растяжения
| ||||||||||||||
| Длина пружины при рабочей деформации, мм | l 2 |  Для пружин растяжения
| ||||||||||||||
| Шаг пружины в свободном состоянии, мм | t |  Для трехжильных пружин
Для пружин растяжения
| ||||||||||||||
| Напряжение в пружине при предварительной деформации, МПа | τ 1 |  | ||||||||||||||
| Напряжение в пружине при рабочей деформации, МПа | τ 2 |  | ||||||||||||||
| Коэффициент, учитывающий кривизну витка пружины | k |  Для трехжильных пружин
| ||||||||||||||
| Длина развернутой пружины (для пружин растяжения без зацепов), мм | l |  | ||||||||||||||
| Масса пружины (для пружин растяжения без зацепов), кг | m |  | ||||||||||||||
| Объем, занимаемый пружиной (без учета зацепов пружины), мм 3 | V |  | ||||||||||||||
| Зазор между концом опорного витка и соседним рабочим витком пружины сжатия, мм | λ | Устанавливается в зависимости от формы опорного витка | ||||||||||||||
| Внутренний диаметр пружины, мм | D 2 |  | ||||||||||||||
| Временное сопротивление проволоки при растяжении, МПа | R m | Устанавливается при испытаниях проволоки или по ГОСТ 9389 и ГОСТ 1071 | ||||||||||||||
| Максимальная энергия, накапливаемая пружиной, или работа деформации, мДж |  | Для пружин сжатия и растяжения без предварительного напряжения
Для пружин растяжения с предварительным напряжением
|
Методика определения размеров пружин
По величине заданной выносливости NF предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу
По заданной силе F 2 и крайним значениям инерционного зазора δ вычисляют по формуле (2) значение силы F 3
По значению F 3, пользуясь таблицей, предварительно определяют разряд пружины
По таблицам «Параметры пружин» находят строку, в которой наружный диаметр витка пружины наиболее близок к предварительно заданному значению D 1. В этой же строке находят соответствующие значения силы F 3 и диаметра проволоки d
Виды пружин сжатия и их параметры
Пружины сжатия наиболее применяемый вид в современной промышленности и автомобилестроении. Благодаря своей конструкции такой вид изделий имеет высокую чувствительность к прикладываемым усилиям, поэтому довольно часто они являются частью манометрической техники и весовых приборов.
Основное назначение пружин сжатия – это накопление энергии, которая вырабатывается в процессе ее сжимания, необходимой для последующего противостояния прикладываемой нагрузке. После окончания воздействия внешних сил изделие восстанавливает свою начальную форму.
Виды пружин сжатия
По конфигурации исполнения различаются следующие виды пружин сжатия:
Для изготовления данных изделий используются определенные марки пружинных сплавов: 60С2А, 55С2, 65Г, Ст70. Диаметр применяемой проволоки (круглой формы) варьируется в диапазоне 0,3-40 мм. Включение термообработки в технологический процесс производства позволяет получать изделия, сохраняющие свою форму и упругие свойства в течение всего времени применения.
Параметры пружины сжатия
Для описания соответствующих характеристик пружины сжатия используются следующие параметры:
Пружины сжатия, конструкции
Цилиндрические пружины
Наиболее распространенный вид используемых пружин имеет форму цилиндра. Для корректной работы данного вида пружины сжатия особенное значение уделяют конструкции крайних витков изделия. Форма этих узлов должна соответствовать определенным параметрам:
плоскость конечного витка должна иметь ровную форму, которая позволяет равномерно распределить опорное усилие, быть перпендикулярной к осевой линии изделия. Такие конструкционные особенности позволяют получить приложение нагрузки в полном объеме, а не одной точке; крайние витки в обязательном порядке изготавливаются в форме законченного кольца, что позволяет избежать смещения нагрузки от центра пружины (появления перекоса); конструкционное исполнение пружинного изделия своей формой должно максимально помогать определению центровки при его установке в опорных деталях.
Конические пружины
Используются в случаях, когда требуется увеличение показателя жесткости с повышением силы сжатия. Данная способность обусловлена разницей диаметров имеющихся витков. Первыми в деформацию включаются самые крупные элементы пружины, которые ложатся на опорную плоскость и тем самым исключаются из рабочего цикла. Жесткость оставшейся пружины многократно увеличивается в связи с уменьшением ее длины и диаметра оставшихся задействованных витков.
Призматические пружины
Характеристики пружин сжатия
Для каждой выпускаемой пружины сжатия имеются определенные характеристики, которые учитываются при подборе места установки пружинного изделия, метода его крепления.
Жесткость
Качественный показатель, характеризующий зависимость возможной деформации изделия от прилагаемой к нему нагрузке. Для пружин сжатия деформация возрастает пропорционально приложенной силе сжимания. В графическом изображении данная зависимость имеет вид прямой линии.
Коэффициент
Указывает на отношение усредненного диаметра изделия к диаметру применяемого материала (проволоки круглого сечения). При увеличенном значении этого параметра появляется риск появления излишнего изгиба при полном сжимании пружины.
Степень нагрузки
При изготовлении пружинного изделия используемый материал подвергается воздействию скручивания, при этом получает определенную нагрузку. Во время изгибания готовое изделие также получает дополнительную нагрузку, которая игнорируется до достижения угла наклона в 10 градусов. При превышении суммарного показателя нагрузки существует риск разрушения пружинного изделия.
Количество витков
Данный параметр влияет пропорционально на величину жесткости изделия. Чем больше активных витков, тем выше показатель жесткости. Минимальное их количество не должно быть меньше двух.
Высота пружины в сжатом и в свободном состояниях
Геометрические показатели изделия, по которым определяется место его установки и способы крепления.
Направление навивки
Существуют два типа укладки витков:
Для жестко закрепленных изделий направление навивки должна быть направлена в противоположные стороны. В случае расположения пружины над резьбой направление навивки должно быть противоположно направлению резьбы.
Индекс пружины сжатия что это
ПРУЖИНЫ ВИНТОВЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СЖАТИЯ И РАСТЯЖЕНИЯ
ИЗ СТАЛИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ
Обозначение параметров, методика определения размеров
Cylindrical helical compression (tension) springs made of round steel.
Designation of parameters, methods for determination of dimensions
Дата введения 1988-07-01
Б.А.Станкевич (руководитель темы); О.Н.Магницкий, д-р техн. наук; А.А.Косилов; Б.Н.Крюков; Е.А.Караштин, канд. техн. наук
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19.12.86 N 4008
3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5616-86
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД,
на который дана ссылка
Номер пункта, приложения
3.2; 3.4; 3.6; 3.8; приложение
1; 3.5; 3.8; приложение
6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11-95)
7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (сентябрь 1999 г.) с Изменением N 1, утвержденным в ноябре 1988 г. (ИУС 2-89)
Расчетная формула и значение
1. Сила пружины при предварительной деформации, Н
Принимается в зависимости от нагрузки пружины
2. Сила пружины при рабочей деформации (соответствует наибольшему принудительному перемещению подвижного звена в механизме), Н
3. Рабочий ход пружины, мм
4. Наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или разгрузке, м/с
6. Наружный диаметр пружины, мм
7. Относительный инерционный зазор пружины сжатия. Для пружин растяжения служит ограничением максимальной деформации
. (1)
Для пружин сжатия I и II классов
=0,05 до 0,25
Для пружин растяжения
=0,05 до 0,10
Для одножильных пружин III класса
=0,10 до 0,40
Для трехжильных пружин III класса
=0,15 до 0,40
8. Сила пружины при максимальной деформации, Н
(2)
9. Сила предварительного напряжения (при навивке из холоднотянутой и термообработанной проволоки), Н
10. Диаметр проволоки, мм
11. Диаметр трехжильного троса, мм
12. Жесткость одного витка пружины, Н/мм
13. Максимальная деформация одного витка пружины, мм
(3)
14. Максимальное касательное напряжение пружины, МПа
Назначается по табл.2 ГОСТ 13764
(4)
Для трехжильных пружин
(4а)
15. Критическая скорость пружины сжатия, м/с
(5)
Для трехжильных пружин
(5а)
16. Модуль сдвига, МПа
Для пружинной стали 
17. Динамическая (гравитационная) плотность материала, Нс /м
,
Для пружинной стали
18. Жесткость пружины, Н/мм
(6)
Для пружин с предварительным напряжением
(6а)
Для трехжильных пружин
(6б)
19. Число рабочих витков пружины
(7)
20. Полное число витков пружины
, (8)
21. Средний диаметр пружины
(9)
Для трехжильных пружин
(9a)
(10)
Для трехжильных пружин
(10а)
Рекомендуется назначать от 4 до 12
23. Коэффициент расплющивания троса в трехжильной пружине, учитывающий увеличение сечения витка вдоль оси пружины после навивки
Для трехжильного троса с углом свивки =24° определяется по табл.2
24. Предварительная деформация пружины, мм
(11)
25. Рабочая деформация пружины, мм
(12)
26. Максимальная деформация, пружины, мм
(13)
27. Длина пружины при максимальной деформации, мм
, (14)
Для трехжильных пружин
(14а)
Для пружин растяжения с зацепами
(14б)
28. Длина пружины в свободном состоянии, мм
(15)
29. Длина пружины растяжения без зацепов в свободном состоянии, мм
(15a)
30. Длина пружины при предварительной деформации, мм
(16)
Для пружин растяжения
(16a)
31. Длина пружины при рабочей деформации, мм
(17)
Для пружин растяжения
(17а)
32. Шаг пружины в свободном состоянии, мм
(18)
Для трехжильных пружин
(18а)
Для пружин растяжения
33. Напряжение в пружине при предварительной деформации, МПа
(19)
34. Напряжение в пружине при рабочей деформации, МПа
(20)
35. Коэффициент, учитывающий кривизну витка пружины
(21)
Для трехжильных пружин
, (21а)
где 
(22)
(23)
38. Объем, занимаемый пружиной (без учета зацепов пружины), мм
(24)
39. Зазор между концом опорного витка и соседним рабочим витком пружины сжатия, мм
Устанавливается в зависимости от формы опорного витка (черт.3-7)
40. Внутренний диаметр пружины, мм
(25)
41. Временное сопротивление проволоки при растяжении, МПа
Устанавливается при испытаниях проволоки или по ГОСТ 9389 и ГОСТ 1071
42. Максимальная энергия, накапливаемая пружиной, или работа деформации, мДж
Для пружин сжатия и растяжения без предварительного напряжения
(26)
Для пружин растяжения с предварительным напряжением
(26а)