Qancha turdagi siqish buloqlari

Siqish kamonlari siqilganda mexanik energiyani saqlaydi va yuk olib tashlanganda mexanik energiyani chiqaradi. Siqish kamonlari odatda bahor po'latidan yasalgan bo'lsa-da, ular tarkibida uglerod, magniy, nikel, xrom, qalay, mis, volfram va alyuminiy ham bo'lishi mumkin.

Turli materiallar siqish kamonlari uchun turli darajadagi elastiklik va energiya saqlash hajmini yaratadi.

Robert Guk 1676 yildayoq buloqning cho'zilishi bilan mutanosib bo'lgan kuchni hisoblash formulasini taklif qildi.

Siqish kamonlari eksenel bosim yuklarini sezish uchun maxsus mo'ljallangan mexanik qurilmalardir. Ular odatda cho'zilishi va bir nuqtaga aylanishi mumkin. Umuman olganda, siqish kamonlari bosim yukiga duchor bo'lganda mexanik energiyani saqlashi mumkin. Yukni olib tashlangandan so'ng, ular asl shakli va hajmiga qaytadi - elastik deformatsiyaga uchraydi.

Potensial energiyani saqlashning ushbu noyob qobiliyati nisbatan soddaligi va arzonligi bilan birgalikda siqish kamonlarini keng ko'lamli ilovalarda qimmatli qiladi. Mexanik klaviatura tugmalaridan, matraslar va sharikli ruchkalardan tortib, o'qotar qurollar va avtomobil osma amortizatorlarigacha. 15-asrdan boshlab biz siqish kamonlaridan foydalanamiz va birinchi siqish bahori soat qurilmalarida ishlatilgan.

Siqish buloqlarining turlari

Siqish buloqlari turli xil geometrik shakllarga ega bo'lishi mumkin. Eng keng tarqalgan bo'lib rulon yoki spiral buloqlardir. Bu shakl boshqa shakllarga qaraganda mashhurroqdir, chunki u bir nuqtaga choksiz yuqori siqish va kengaytirish imkonini beradi. Bundan tashqari, u engilroq, chunki u siqilish yuklarini yutishga bo'lgan ehtiyojni qondirish uchun kamroq materiallardan foydalanadi. Nihoyat, lasan kamonning shakli bu turga nisbatan katta bahor konstantasini beradi (bu haqda keyinroq batafsil tushuntiriladi).

Ushbu toifa yana kichik toifalarga bo'linadi, jumladan:

Siqish kamonining materiali

Siqish kamonlari odatda bahor po'latidan tayyorlanadi, bu yuqori rentabellikga ega po'latdir. Bu ularga haddan tashqari deformatsiyalangan bo'lsa ham, asl shakli, o'lchami va shaklini saqlab qolish imkonini beradi. Shuning uchun, bu po'latlar stress ostida katta elastik deformatsiya maydoniga ega. Bu molekulyar darajada sodir bo'ladi, shuning uchun bu po'latlarning tarkibi ularning elastikligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

Umuman olganda, bahor po'latida uglerod va marganets, shuningdek, nikel, xrom, molibden, qalay, vanadiy, mis, temir, volfram va alyuminiy mavjud. Bahor po'lati rasmiy ASTM tomonidan oqish kuchi va qattiqligi bo'yicha tasniflanadi, shuning uchun turli xil materiallar kompozitsiyalari turli xil ilovalar uchun mos bo'lishi mumkin. Masalan, ASTM A228 pianino torlari uchun ishlatiladi, tarkibida 0,7% -1% uglerod va 0,2% -0,6% marganets bor, maksimal rentabellikga ega. quvvati 530 megapaskal va valentlik kuchi 400 megapaskal.

Siqish buloqlarining xususiyatlari

Ushbu bo'limda men o'ralgan buloqlarni joriy etishga e'tibor qarataman, chunki bu buloqlar eng ko'p ishlatiladigan siqish buloqlaridir. Ushbu buloqlar o'zlarining ishlashi uchun katta ahamiyatga ega bo'lgan ma'lum xususiyatlarga ega. Tashqi diametr (D) yuqoridan qaralganda, bahor tomonidan hosil qilingan silindrning diametriga ishora qiladi. Bobin diametri bahor simining qalinligi (d) ni bildiradi, u ham silindrsimon. Erkin uzunlik (L) hech qanday siqilishsiz bahorning umumiy uzunligini bildiradi, samarali spiral (na) va umumiy spiral (n) esa mexanik energiyani saqlaydigan va chiqaradigan g'altaklar soni va shina bobinlarining soni ( kamida ikkitasi bahorning oxiriga / bazasiga bag'ishlangan). Yana bir muhim morfologik xususiyat - chap yoki o'ng bo'lishi mumkin bo'lgan aylanish yo'nalishi.

Prujinaning ta'sir qiladigan kuchi uning cho'zilishi bilan mutanosibdir, bu qonun birinchi bahor qo'llanilganidan keyin bir necha yil ichida 1676 yilda Robert Guk tomonidan taklif qilingan. Huk bu formulani dunyoga tanitdi. "F=- kx", bu erda F - prujina kuchi, x - cho'zish masofasi va k - prujinal doimiy. Har bir bahor har xil va ishlab chiqaruvchi tomonidan tajribalar orqali yoki foydalanuvchi tomonidan formulalar orqali aniqlanadi. K=Gd4/[83dna]. Yuqorida aytib o'tilganidek, barrel va konusning rulonlari chiziqli bo'lmagan buloqlardir, shuning uchun ularga Guk qonuni qo'llanilmaydi. Huk qonuni allaqachon deformatsiyalangan yoki umumiy elastik chegaradan oshib ketgan buloqlarga taalluqli emas.

To'liq siqilgan buloqning kuchi

To'liq siqilgan buloqning kuchini hisoblash uchun biz ushbu formuladan foydalanishimiz mumkin. Fmax=Ed4 (L-nd)/[16 (1)+ n) (Dd) 3n]. E - Young moduli, d - po'lat simning diametri, L - erkin uzunlik va n - samarali spirallar soni, n - Puasson nisbati, D - tashqi diametri. Ko'rinib turibdiki, ularning ba'zilari dizayner tomonidan tanlangan po'lat bilan belgilanadi, boshqalari esa bahorning shakli, shakli va o'lchami bilan belgilanadi.

Dizayn masalalari

Siqish kamonini loyihalashda, siz qaysi materialdan foydalanmoqchi ekanligingizni hal qilish kerak bo'lgan birinchi narsa. Keyin ma'lumotlar jadvalidan kesish moduli (G) va kuchlanish kuchini (TS) toping. Bu ikki omil kuchlanish foizini aniqlash uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega, masalan, yuk talablarini hisoblashda (100* s/ Muayyan yuk induktsiya qilinganda, cho'zilish kuchidan kelib chiqib, prujinaning siqilish darajasini hisoblang.

Yana bir muhim e'tibor - bu bahorning maksimal nuqtasiga siqilganida diametri. Spiral siqish kamonlari siqilish vaqtida diametrini oshirishga moyildir. Demak, bu kengayishni “kengayish={sz [(Dd) 2+(p2-d2/p 2)+d] - D}” formulasi yordamida hisoblash muhim.

Bahor indeksi muhim ahamiyatga ega va dizaynerlar uni 4 dan 10 gacha bo'lgan diapazonda saqlashga harakat qilishadi. Uning hisoblash usuli "C=(Dd/d)" dir, bu simning nisbati haqida yaxshi tushunchani beradi. qalinligi bahor diametrigacha. Bu bahorning umumiy kuchini aniqlaydi (kichikroq kuchliroq, lekin kattaroq bo'lsa, siqish osonroq).