عناصر زنبركية مرنة. عناصر مرنة
في صناعة الأدوات، يتم استخدام الينابيع ذات الأشكال الهندسية المختلفة على نطاق واسع. فهي مسطحة، منحنية، لولبية، لولبية.
6.1. الينابيع المسطحة
6.1.1 تطبيقات وتصميمات النوابض المسطحة
الزنبرك المسطح عبارة عن صفيحة تنحني ومصنوعة من مادة مرنة. أثناء التصنيع، يمكن إعطاؤه شكلاً مناسبًا لوضعه في جسم الجهاز، في حين أنه قد يشغل مساحة صغيرة. يمكن صنع زنبرك مسطح من أي مادة زنبركية تقريبًا.
تستخدم النوابض المسطحة على نطاق واسع في أجهزة الاتصال الكهربائية المختلفة. الأكثر انتشاراتلقى أحد أبسط أشكال الزنبرك المسطح على شكل قضيب مستقيم مثبت في أحد طرفيه (الشكل 6.1، أ).
أ - مجموعة الاتصال للمرحل الكهرومغناطيسي؛ ب - تغيير الاتصال؛
الخامس - نوابض الاتصال المنزلقة
أرز. 6.1 نوابض الاتصال:
باستخدام زنبرك مسطح، يمكن صنع نظام تحويل ميكروي مرن قابل للعكس، مما يوفر سرعة استجابة عالية بما فيه الكفاية (الشكل 6.1، ب).
تُستخدم النوابض المسطحة أيضًا في أجهزة التلامس الكهربائية كجهات اتصال منزلقة (الشكل 6.1، ج).
الدعامات والأدلة المرنة المصنوعة من النوابض المسطحة لا تحتوي على أي احتكاك أو رد فعل عكسي، ولا تتطلب تزييتًا وليست عرضة للتلوث. عيب الدعامات والأدلة المرنة هو محدودية الحركات الخطية والزاوية.
يُسمح بحركات زاوية كبيرة من خلال زنبرك قياس حلزوني الشكل - شعر. تُستخدم الشعيرات على نطاق واسع في العديد من أدوات القياس الكهربائية، وهي مخصصة لاختيار ردود الفعل العكسية في آلية نقل الجهاز. زاوية الالتواء للشعر محدودة لأسباب تتعلق بالقوة وبسبب فقدان ثبات الشكل المسطح لثني الشعر عند زوايا الالتواء الكبيرة بدرجة كافية.
النابض الرئيسي له شكل حلزوني ويعمل كمحرك.
أرز. 6.2 طرق تأمين الينابيع المسطحة
6.1.2 حساب النوابض المسطحة واللولبية
الينابيع المسطحة المستقيمة والمنحنية عبارة عن صفيحة ذات شكل معين (مستقيمة أو منحنية)، والتي تنحني بشكل مرن تحت تأثير الأحمال الخارجية، أي الانحناءات. تُستخدم هذه الزنبركات عادةً في الحالات التي تؤثر فيها القوة على الزنبرك خلال ضربة صغيرة.
اعتمادا على طرق التثبيت والأماكن التي يتم فيها تطبيق الأحمال، تتميز النوابض المسطحة:
- العمل كحزم ناتئية بحمل مركز في الطرف الحر (الشكل 6.2 أ) ؛
- العمل مثل الحزم، والكذب بحرية على دعامتين مع حمولة مركزة (الشكل 6.2 ب)؛
- تعمل مثل الحزم، حيث يتم إصلاح أحد طرفيها، والآخر يقع بحرية على دعم مع حمولة مركزة (الشكل 6.2 ج)؛
- تعمل مثل الحزم، حيث يتوقف أحد طرفيها، والآخر يقع بحرية على دعامة ذات حمولة مركزة (الشكل 6.2 د)؛
- وهي عبارة عن صفائح مستديرة مثبتة عند الحواف ومحملة في المنتصف (أغشية) (الشكل 6.2 د).
أ) 
ج) د)
عند تصميم النوابض الورقية المسطحة، يجب عليك، إن أمكن، اختيار أكثر من غيرها أشكال بسيطةوتسهيل حسابهم. يتم حساب الينابيع المسطحة باستخدام الصيغ
انحراف الربيع من التحميل، م |
||
سمك الربيع في م |
||
عرض الربيع في م |
||
يتم ضبطه وفقًا لظروف التشغيل |
||
ر.ر |
يختارهم |
|
انحراف العمل من الربيع في م |
بناء |
|
طول العمل الربيع في م |
الاعتبارات |
عادةً ما يتم وضع النوابض اللولبية في أسطوانة لإعطاء الزنبرك أبعادًا خارجية معينة.
في مؤخرابدأوا مرة أخرى في استخدام الينابيع متعددة الخيوط، المعروفة منذ زمن طويل في التكنولوجيا، ولكنها قليلة الاستخدام، وتتكون من عدة أسلاك (خيوط) ملتوية في الحبال (الشكل 902، الرابع إلى الخامس)، والتي يتم منها جرح النوابض (الضغط، التوتر، الالتواء). يتم حرق أطراف الحبل لمنع الخيوط من التفكك. عادة ما تكون زاوية الوضع δ (انظر الشكل 902، I) مساوية لـ 20-30 درجة.
يتم اختيار اتجاه التفاف الكابل بحيث يلتوي الكابل بدلاً من أن ينفك أثناء التشوه المرن للزنبرك. نوابض الضغط ذات المنعطفات اليمنى مصنوعة من حبال أعسر، والعكس صحيح. بالنسبة لنوابض الشد، يجب أن يتطابق اتجاه الالتواء وميل الملفات. في نوابض الالتواء، لا يهم اتجاه الالتواء.
وضع الكثافة، ووضع الملعب ووضع تأثير التكنولوجيا تأثير كبيرعلى الخصائص المرنة للينابيع الذين تقطعت بهم السبل. بعد وضع الحبل، يحدث الارتداد المرن وتبتعد الخيوط عن بعضها البعض. يؤدي لف الينابيع بدوره إلى تغيير الموضع النسبي لخيوط الملفات.
في حالة الربيع الحرة، هناك دائمًا فجوة بين النوى. في المراحل الأولى من التحميل، تعمل قلوب الزنبرك كأسلاك منفصلة؛ خصائصه (الشكل 903) لها مظهر مسطح.
مع زيادة أخرى في الأحمال، يلتوي الكابل، وتغلق الخيوط وتبدأ في العمل كواحدة؛ تزداد صلابة الربيع. ولهذا السبب، فإن خصائص النوابض المجدولة لها نقطة تحول (أ) تتوافق مع بداية إغلاق الملفات.
تعود ميزة الينابيع العالقة إلى ما يلي. يتيح لك استخدام عدة أسلاك رفيعة بدلاً من سلك واحد ضخم زيادة ضغوط التصميم بسبب القوة المتزايدة المتأصلة للأسلاك الرفيعة. يتمتع الملف المتكون من خيوط ذات قطر صغير بتوافق أكبر من الملف الصلب المكافئ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى زيادة الضغوط المسموح بها، ولكن يرجع ذلك بشكل أساسي إلى ارتفاع قيمة عاليةلكل مؤشر أساسي فردي c = D/d، مما يؤثر بشكل كبير على الصلابة.
يمكن أن تكون الخاصية المسطحة للينابيع المجدولة مفيدة في عدد من الحالات عندما يكون من الضروري الحصول على تشوهات مرنة كبيرة ضمن أبعاد محورية وقطرية محدودة.
آخر سمة مميزةالنوابض المجدولة - زيادة قدرة التخميد بسبب الاحتكاك بين الملفات أثناء التشوه المرن. لذلك، يمكن استخدام مثل هذه النوابض لتبديد الطاقة تحت أحمال تشبه الصدمات، لتخفيف الاهتزازات التي تحدث تحت مثل هذه الأحمال. كما أنها تساهم في التخميد الذاتي للتذبذبات الرنانة للملفات الزنبركية.
ومع ذلك، يؤدي الاحتكاك المتزايد إلى تآكل الملفات، مصحوبًا بانخفاض في مقاومة إجهاد الزنبرك.
عند التقييم المقارن لمرونة النوابض المجدولة والينابيع ذات السلك الواحد، غالبًا ما يتم ارتكاب خطأ من خلال مقارنة النوابض بنفس مساحة المقطع العرضي (إجمالي الملفات المجدولة).
في الوقت نفسه، لا يأخذون في الاعتبار حقيقة أن الحمولة من الينابيع الذين تقطعت بهم السبل مع الآخرين ظروف متساويةأقل من نوابض السلك الواحد، وتتناقص مع زيادة عدد الأسلاك.
يجب أن يعتمد التقييم على حالة سعة الحمولة المتساوية. فقط في هذه الحالة يكون صحيحًا مع عدد مختلف من النوى. في هذا التقييم، تبدو فوائد الينابيع العالقة أكثر تواضعًا مما قد يكون متوقعًا.
دعونا نقارن توافق النوابض المجدولة مع النوابض ذات السلك الواحد بنفس متوسط القطر وعدد اللفات والقوة (الحمل) P وعامل الأمان.
كتقريب أولي، سوف نعتبر الزنبرك متعدد النواة عبارة عن سلسلة من النوابض العاملة المتوازية مع ملفات ذات مقطع عرضي صغير.
يرتبط القطر d" لخيط الزنبرك المجدول في ظل هذه الظروف بالقطر d للسلك الصلب بالعلاقة
حيث n هو عدد النوى؛ [τ] و [τ"] هي ضغوط القص المسموح بها؛ k و k" هما معاملات الشكل الزنبركي (مؤشرهما).
نظرا لتقارب القيم 
يمكن أن تكون مكتوبة على واحد
نسبة الكتلة للينابيع المقارنة
أو مع استبدال القيمة d"/d من المعادلة (418)
فيما يلي قيم النسب d"/d و m"/m حسب عدد النوى.
كما ترون، فإن الانخفاض في قطر السلك للينابيع متعددة الجدائل ليس كبيرًا على الإطلاق بحيث يعطي مكاسب كبيرة في القوة حتى في منطقة القيم الصغيرة d و d" (بالمناسبة، هذا الظرف يبرر الافتراض أعلاه بأن العامل قريب من الوحدة.
نسبة التشوه π" للزنبرك المجدول إلى التشوه π للزنبرك المصنوع من سلك صلب
باستبدال d"/d من المعادلة (417) في هذا التعبير، نحصل على ذلك
قيمة [τ"]/[τ]، كما هو موضح أعلاه، قريبة من الوحدة. لذلك
وترد أدناه قيم π"/π المحسوبة من هذا التعبير لأعداد مختلفة من النوى n (في التحديد، تم أخذ القيمة الأولية k = 6 لـ k).
كما ترون، مع الافتراض الأولي للحمل المتساوي، فإن الانتقال إلى الينابيع متعددة الخيوط يوفر ربحًا بنسبة 35-125٪ للقيم الحقيقية لعدد الخيوط.
في التين. يُظهر 904 رسمًا تخطيطيًا موجزًا للتغير في العوامل d"/d؛ α"/lect وm"/m للينابيع المجدولة المحملة والمتساوية القوة اعتمادًا على عدد الخيوط.
جنبا إلى جنب مع الزيادة في الكتلة مع زيادة عدد النوى، ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار الزيادة في قطر المقطع العرضي للمنعطفات. بالنسبة لعدد النوى في النطاق n = 2-7، يكون قطر المقطع العرضي للملفات أكبر بنسبة 60% في المتوسط من قطر السلك الكامل المكافئ. وهذا يؤدي إلى حقيقة أنه من أجل الحفاظ على الخلوص بين الملفات، من الضروري زيادة درجة الميل والطول الإجمالي للينابيع.
يمكن الحصول على مكاسب الامتثال التي توفرها النوابض متعددة الجدائل في نوابض ذات سلك واحد. للقيام بذلك، يتم زيادة قطر D من الربيع في وقت واحد؛ تقليل قطر السلك د؛ زيادة مستوى التوتر (أي استخدام الفولاذ عالي الجودة). في النهاية، سيكون للزنبرك الموحد ذو السلك الواحد وزن أقل وأبعاد أصغر وسيكون أرخص بكثير من الزنبرك المجدولة بسبب تعقيد تصنيع النوابض المجدولة. لهذا يمكننا أن نضيف العيوب التالية للينابيع العالقة:
1) استحالة (بالنسبة لنوابض الضغط) للخيوط الصحيحة للنهايات (عن طريق طحن أطراف الزنبرك)، مما يضمن التطبيق المركزي للحمل؛ هناك دائمًا بعض الانحراف في الحمل، مما يتسبب في انحناء إضافي للزنبرك؛
2) تعقيد التصنيع.
3) تشتت الخصائص لأسباب تكنولوجية؛ صعوبة الحصول على نتائج مستقرة وقابلة للتكرار؛
4) تآكل النوى نتيجة الاحتكاك بين المنعطفات الذي يحدث أثناء التشوهات المتكررة للينابيع ويسبب انخفاضًا حادًا في مقاومة التعب للينابيع. العيب الأخير يستثني استخدام الينابيع متعددة الخيوط تحت التحميل الدوري طويل الأمد.
النوابض المجدولة مناسبة للتحميل الثابت والتحميل الديناميكي الدوري مع عدد محدود من الدورات.
تعريف
تسمى القوة التي تنشأ نتيجة تشوه الجسم ومحاولة إعادته إلى حالته الأصلية قوة مرنة.
غالبًا ما يتم الإشارة إليه بـ $(\overline(F))_(upr)$. تظهر القوة المرنة فقط عندما يتشوه الجسم وتختفي إذا اختفى التشوه. إذا استعاد الجسم حجمه وشكله بالكامل بعد إزالة الحمل الخارجي، فإن هذا التشوه يسمى المرونة.
I. أثبت ر. هوك المعاصر لنيوتن اعتماد القوة المرنة على حجم التشوه. شكك هوك في صحة استنتاجاته لفترة طويلة. وقدم في أحد كتبه صيغة مشفرة لقانونه. وهذا يعني: "Ut Tensio, sic vis" مترجمة من اللاتينية: هكذا هو التمدد، وهذه هي القوة.
لنفكر في زنبرك يخضع لقوة شد ($\overline(F)$)، والتي يتم توجيهها رأسيًا نحو الأسفل (الشكل 1).
سوف نسمي القوة $\overline(F\ )$ قوة التشوه. يزداد طول الزنبرك بسبب تأثير قوة التشوه. ونتيجة لذلك، تظهر قوة مرنة ($(\overline(F))_u$) في الزنبرك، مما يؤدي إلى موازنة القوة $\overline(F\ )$. إذا كان التشوه صغيرًا ومرنًا، فإن استطالة الزنبرك ($\Delta l$) تتناسب طرديًا مع قوة التشوه:
\[\overline(F)=k\Delta l\left(1\right),\]
حيث يسمى معامل التناسب بصلابة الزنبرك (معامل المرونة) $k$.
الصلابة (كخاصية) هي إحدى خصائص الخصائص المرنة للجسم المشوه. يعتبر التيبس قدرة الجسم على المقاومة قوة خارجيةالقدرة على الحفاظ على معلماتها الهندسية. كلما زادت صلابة الزنبرك، قل تغير طوله تحت تأثير قوة معينة. معامل الصلابة هو السمة الرئيسية للصلابة (كخاصية للجسم).
يعتمد معامل صلابة الزنبرك على المادة التي صنع منها الزنبرك وخصائصها الهندسية. على سبيل المثال، يمكن حساب معامل الصلابة لنابض أسطواني ملتوي، ملفوف من سلك دائري، يتعرض لتشوه مرن على طول محوره، على النحو التالي:
حيث $G$ هو معامل القص (قيمة تعتمد على المادة)؛ $d$ - قطر السلك؛ $d_p$ - قطر الملف الربيعي؛ $n$ - عدد دورات الربيع.
وحدة قياس معامل الصلابة هي النظام الدوليالوحدة (Ci) هي نيوتن مقسومًا على المتر:
\[\left=\left[\frac(F_(upr\ ))(x)\right]=\frac(\left)(\left)=\frac(N)(m).\]
معامل الصلابة يساوي مقدار القوة التي يجب تطبيقها على الزنبرك لتغيير طوله لكل وحدة مسافة.
صيغة صلابة اتصال الربيع
دع النوابض $N$ تكون متصلة على التوالي. ثم صلابة الاتصال بأكمله هي:
\[\frac(1)(k)=\frac(1)(k_1)+\frac(1)(k_2)+\dots =\sum\limits^N_(\ i=1)(\frac(1) (k_i)\يسار(3\يمين)،)\]
حيث $k_i$ هي صلابة الزنبرك $i-th$.
في اتصال تسلسلييتم تحديد صلابة الربيع للنظام على النحو التالي:
أمثلة على المشاكل مع الحلول
مثال 1
يمارس.زنبرك بدون حمل يبلغ طوله $l=0.01$ m وصلابة تساوي 10 $\frac(N)(m).\ $ما هي صلابة الزنبرك وطوله إذا كانت قوة $F$= 2 N يتم تطبيقه على الزنبرك؟ اعتبر أن تشوه الزنبرك صغير ومرن.
حل.إن صلابة الزنبرك أثناء التشوهات المرنة هي قيمة ثابتة، مما يعني أنه في مشكلتنا:
بالنسبة للتشوهات المرنة، يتم استيفاء قانون هوك:
من (1.2) نجد امتداد الزنبرك:
\[\دلتا l=\frac(F)(k)\left(1.3\right).\]
طول الربيع الممتد هو:
دعونا نحسب الطول الجديد للزنبرك:
إجابة. 1) $k"=10\ \frac(N)(m)$; 2) $l"=0.21$ m
مثال 2
يمارس.اثنين من النوابض ذات الصلابة $k_1$ و$k_2$ متصلة على التوالي. ما هو استطالة الزنبرك الأول (الشكل 3) إذا زاد طول الزنبرك الثاني بمقدار $\Delta l_2$؟
حل.إذا كانت الزنبركات متصلة على التوالي، فإن قوة التشوه ($\overline(F)$) المؤثرة على كل من الزنبركات هي نفسها، أي يمكننا أن نكتب للزنبرك الأول:
للربيع الثاني نكتب:
إذا كانت الجوانب اليسرى من التعبيرات (2.1) و (2.2) متساوية، فيمكن أيضًا مساواة الجوانب اليمنى:
من المساواة (2.3) نحصل على استطالة الربيع الأول:
\[\Delta l_1=\frac(k_2\Delta l_2)(k_1).\]
إجابة.$\دلتا l_1=\frac(k_2\دلتا l_2)(k_1)$
يتم تشكيلها من خلال نتوءات على العمود تتلاءم مع أخاديد التزاوج في محور العجلة. ما هو فيه مظهروبسبب ظروف التشغيل الديناميكية، يمكن اعتبار الخطوط اتصالات متعددة المفاتيح. يسميها بعض المؤلفين مفاصل التروس.
يتم استخدام الخطوط المستقيمة (أ) بشكل أساسي؛ أما الخطوط الجانبية (ب) GOST 6033-57 والمثلثية (ج) فهي أقل شيوعًا.
يمكن للخطوط المستقيمة الجوانب أن تركز العجلة على الأسطح الجانبية (أ)، وعلى الأسطح الخارجية (ب)، وعلى الأسطح الداخلية (ج).
بالمقارنة مع المفاتيح، الخطوط:
لديهم قدرة تحمل كبيرة.
تمركز أفضل للعجلة على العمود؛
إنها تقوي المقطع العرضي للعمود بسبب عزم القصور الذاتي الأكبر للقسم المضلع مقارنةً بالمقطع الدائري ؛
`تتطلب معدات خاصة لعمل الثقوب.
المعايير الرئيسية لأداء الخطوط هي:
è مقاومة الأسطح الجانبية للسحق (الحساب يشبه المسامير)؛
è مقاومة التآكل بسبب التآكل المزعج (حركات الاهتزاز المتبادلة الصغيرة).
يرتبط الانهيار والتآكل بمعلمة واحدة - ضغط التلامس (الضغط) س سم . وهذا يسمح بحساب الخطوط باستخدام معيار عام لكل من تآكل التكسير والتلامس. الضغوط المسموح بها [ س]سم يتم وصفها على أساس الخبرة في تشغيل هياكل مماثلة.
للحساب، يؤخذ في الاعتبار التوزيع غير المتساوي للحمل على الأسنان،
أين ز - عدد الخطوط، ح - ارتفاع العمل من الخطوط، ل - طول العمل من الخطوط، د متوسط - متوسط قطر وصلة الشريحة. بالنسبة للخطوط الملتوية، يفترض أن يكون ارتفاع العمل مساويًا لوحدة الملف الشخصي، كما هو موضح في الشكل د متوسط خذ قطر الملعب.
أسطورةيتكون اتصال الشريحة المستقيمة من تعيين سطح التمركز د , د أو ب ، عدد الاسنان ز ، الأحجام الاسمية د × د (بالإضافة إلى تسميات مجالات التسامح على طول القطر المركزي وعلى الجوانب الجانبية للأسنان). على سبيل المثال، العمق 8 × 36 ح 7 / جم 6 × 40 يعني اتصال ذو ثمانية شرائح يتمركز على طول القطر الخارجي مع الأبعاد د = 36 و د =40 ملم وتناسب على طول القطر المركزي H7/g6 .
أسئلة التحكم
ما الفرق بين التوصيلات القابلة للفصل والدائمة؟
أين ومتى يتم استخدام الوصلات الملحومة؟
ما هي مزايا وعيوب الوصلات الملحومة؟
ما هي المجموعات الرئيسية للوصلات الملحومة؟
كيف تختلف الأنواع الرئيسية من اللحامات؟
ما هي مزايا وعيوب المفاصل المثبتة؟
أين ومتى يتم استخدام الوصلات المثبتة؟
ما هي معايير تصميم قوة المسامير؟
ما هو مبدأ تصميم الوصلات الملولبة؟
ما هي تطبيقات الأنواع الرئيسية للخيوط؟
ما هي مزايا وعيوب الاتصالات المترابطة؟
لماذا من الضروري قفل الاتصالات المترابطة؟
ما هي التصاميم المستخدمة لقفل الاتصالات المترابطة؟
كيف يتم أخذ توافق الأجزاء بعين الاعتبار عند حساب التوصيل الملولب؟
ما هو قطر الخيط الذي تم الحصول عليه من حساب القوة؟
ما هو قطر الخيط المستخدم للإشارة إلى الخيط؟
ما هو التصميم والغرض الرئيسي من اتصالات الدبوس؟
ما هي أنواع معايير التحميل والتصميم للدبابيس؟
ما هو التصميم والغرض الرئيسي من الوصلات ذات المفاتيح؟
ما هي أنواع التحميل ومعايير التصميم للمفاتيح؟
ما هو التصميم والغرض الرئيسي من المفاصل المخددة؟
ما هي أنواع التحميل ومعايير حساب الشرائح؟
الينابيع. العناصر المرنة في الآلات
تحتوي كل سيارة على أجزاء محددة تختلف بشكل أساسي عن باقي السيارات. يطلق عليهم العناصر المرنة. عناصر مرنةلديهم تصميمات مختلفة ومختلفة جدًا عن بعضها البعض. ولذلك يمكن إعطاء تعريف عام.
العناصر المرنة هي الأجزاء التي تكون صلابتها أقل بكثير من غيرها، وتكون تشوهاتها أعلى.
بفضل هذه الخاصية، فإن العناصر المرنة هي أول من يدرك الصدمات والاهتزازات والتشوهات.
في أغلب الأحيان، يسهل اكتشاف العناصر المرنة عند فحص السيارة، مثل إطارات العجلات المطاطية والينابيع والينابيع والمقاعد الناعمة للسائقين والسائقين.
في بعض الأحيان يتم إخفاء العنصر المرن تحت ستار جزء آخر، على سبيل المثال، عمود الالتواء الرفيع، ومسمار برقبة رفيعة طويلة، وقضيب ذو جدران رقيقة، وحشية، وقذيفة، وما إلى ذلك. ومع ذلك، حتى هنا، سيتمكن المصمم ذو الخبرة من التعرف على مثل هذا العنصر المرن "المموه" واستخدامه على وجه التحديد من خلال صلابته المنخفضة نسبيًا.
على السكك الحديدية، بسبب شدة النقل، تكون تشوهات أجزاء المسار كبيرة جدًا. هنا، تصبح العناصر المرنة، إلى جانب نوابض المعدات الدارجة، في الواقع سككًا وعوارض (خاصة خشبية وليست خرسانية) وتربة جسر المسار.
تجد العناصر المرنة التطبيق الأوسع:
è لامتصاص الصدمات (تقليل التسارع وقوى القصور الذاتي أثناء الصدمات والاهتزازات بسبب وقت تشوه أطول بكثير للعنصر المرن مقارنة بالأجزاء الصلبة)؛
è لإنشاء قوى ثابتة (على سبيل المثال، تعمل الحلقات المرنة والمقسمة الموجودة أسفل الجوز على إنشاء قوة احتكاك ثابتة في الخيوط، مما يمنع الفك الذاتي)؛
è لإغلاق الآليات بالقوة (لإزالة الثغرات غير المرغوب فيها)؛
è لتراكم (تراكم) الطاقة الميكانيكية (زنبركات الساعة، زنبرك مهاجم السلاح، قوس القوس، مطاط المقلاع، المسطرة المنحنية بالقرب من جبين الطالب، وما إلى ذلك)؛
è لقياس القوى (تعتمد موازين الزنبرك على العلاقة بين وزن وتشوه زنبرك القياس حسب قانون هوك).
عادةً ما يتم تصنيع العناصر المرنة على شكل نوابض ذات تصميمات مختلفة.
تعد نوابض الضغط والامتداد المرنة أكثر شيوعًا في السيارات. الملفات الموجودة في هذه الينابيع تخضع للالتواء. الشكل الأسطواني للينابيع مناسب لوضعها في الآلات.
السمة الرئيسية للزنبرك، مثل أي عنصر مرن، هي الصلابة أو امتثاله العكسي. الاستعلاء ك يتحدد من خلال الاعتماد على القوة المرنة F من التشوه س . إذا كان من الممكن اعتبار هذا الاعتماد خطيًا، كما هو الحال في قانون هوك، فسيتم العثور على الصلابة عن طريق قسمة القوة على التشوه ك =و / س .
إذا كان الاعتماد غير خطي، كما هو الحال في الهياكل الحقيقية، يتم العثور على الصلابة كمشتق للقوة فيما يتعلق بالتشوه ك =∂ F/ ∂ س.
من الواضح أنك هنا تحتاج إلى معرفة نوع الوظيفة F =F (س ) .
بالنسبة للأحمال الثقيلة، عندما يكون من الضروري تبديد طاقة الاهتزاز والصدمات، يتم استخدام حزم العناصر المرنة (الينابيع).
والفكرة هي أنه عندما تتشوه النوابض المركبة أو ذات الطبقات، تتبدد الطاقة بسبب الاحتكاك المتبادل للعناصر.
يتم استخدام مجموعة من النوابض القرصية لامتصاص الصدمات والاهتزازات في أداة التوصيل المرنة بين العربات للقاطرات الكهربائية ChS4 وChS4 T.
في تطوير هذه الفكرة، وبمبادرة من موظفي أكاديميتنا على طريق كويبيشيفسكايا، يتم استخدام النوابض القرصية (الغسالات) في الوصلات المسدودة لبطانات مفاصل السكك الحديدية. يتم وضع النوابض تحت الصواميل قبل ربطها وتوفير قوى احتكاك ثابتة عالية في الوصلة، وكذلك تفريغ البراغي.
يجب أن تكون المواد الخاصة بالعناصر المرنة عالية خصائص مرنةوالأهم من ذلك، لا تفقدها مع مرور الوقت.
المواد الرئيسية للينابيع هي الفولاذ عالي الكربون 65.70، فولاذ المنغنيز 65G، فولاذ السيليكون 60S2A، فولاذ الكروم الفاناديوم 50HFA، إلخ. تتمتع جميع هذه المواد بخصائص ميكانيكية أعلى مقارنة بالفولاذ الإنشائي التقليدي.
في عام 1967، تم اختراع مادة تسمى المطاط المعدني "MR" وحصلت على براءة اختراع في جامعة سمارة للفضاء. المادة مصنوعة من أسلاك معدنية مجعدة ومتشابكة، ثم يتم ضغطها بعد ذلك إلى الأشكال المطلوبة.
الميزة الهائلة للمطاط المعدني هي أنه يجمع بشكل مثالي بين قوة المعدن ومرونة المطاط، بالإضافة إلى ذلك، بسبب الاحتكاك الكبير بين الأسلاك، فإنه يبدد (مخمدات) طاقة الاهتزاز، كونه وسيلة فعالة للغاية لحماية الاهتزازات.
يمكن تعديل كثافة السلك المتشابك وقوة الضغط، للحصول على قيم محددة لصلابة وتخميد المطاط المعدني في نطاق واسع جدًا.
لا شك أن المطاط المعدني له مستقبل واعد كمادة لتصنيع العناصر المرنة.
تتطلب العناصر المرنة حسابات دقيقة للغاية. على وجه الخصوص، يجب أن تكون مصممة للصلابة، لأن هذه هي الخاصية الرئيسية.
ومع ذلك، فإن تصميمات العناصر المرنة متنوعة للغاية، وطرق الحساب معقدة للغاية، بحيث أنه من المستحيل تقديمها في أي صيغة معممة. خاصة في إطار دورتنا التدريبية التي اكتملت هنا.
أسئلة التحكم
1. ما هي المعايير التي يمكن من خلالها العثور على العناصر المرنة في تصميم الآلة؟
2. ما هي المهام التي تستخدم العناصر المرنة؟
3. ما هي خاصية العنصر المرن التي تعتبر السمة الرئيسية؟
4. ما هي المواد التي يجب أن تصنع منها العناصر المرنة؟
5. كيف يتم استخدام غسالات نوابض بيلفيل على طريق كويبيشيفسكايا؟
| مقدمة………………………………………………………………………………… | |
| 1. قضايا عامة لحساب أجزاء الماكينة ........................................... | |
| 1.1. صفوف الأرقام المفضلة ……………………………………………… | |
| 1.2. المعايير الأساسية لأداء أجزاء الآلة .......................... 1.3. حساب مقاومة التعب تحت الاجهادات المتغيرة .......... | |
| 1.3.1. الفولتية المتغيرة ………………………………………………….. 1.3.2. حدود التحمل …………………………………….. 1.4. عوامل السلامة …………………………………………. | |
| 2. ناقل الحركة الميكانيكي ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. معلومات عامة……………………………………………………………………………………………….2.2. خصائص التروس الدافعة …………………………………….. | |
| 3. التروس ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ظروف التشغيل للأسنان ………………………………………. 4.2. مواد التروس ………………………………………………………………………………… الأنواع المميزةتدمير الأسنان ……………………………………………………………………………………………………… 4.4. حمل التصميم ……………………………………………. 4.4.1. عوامل الحمل التصميمية ……………………………. 4.4.2. دقة التروس …………………………….. 4.5. تروس الدفع……………………………………… | |
| 4.5.1. القوى المشاركة ……………………………………. 4.5.2. حساب مقاومة التعب الاتصال .......................... 4.5.3. حساب مقاومة التعب الانثناء .......................... 4.6. التروس المخروطية ……………………………………………………………………………… 4.6.1. المؤشرات الرئيسية…………………………………………………. 4.6.2. القوى المشاركة ……………………………………. 4.6.3. حساب مقاومة تعب التلامس ………………… 4.6.4. حساب مقاومة الكلال في الانحناء ............... | |
| 5. التروس الدودية ………………………………………………………………. 5.1. معلومات عامة …………………………………………….. 5.2. القوى المشاركة ………………………………………. 5.3. مواد التروس الدودية ……………………………………………………………… 5.4. حساب القوة …………………………………….. | |
| 5.5. الحساب الحراري …………………………………………………………… 6. العمود والمحاور ……………………………………………………………. 6.1. معلومات عامة …………………………………………….. 6.2. حمل التصميم ومعايير الأداء .......................... 6.3. حساب تصميم مهاوي ………………………………. 6.4. رسم تخطيطي للتصميم وإجراءات حساب العمود .......................................... 6.5. حساب القوة الساكنة …………………………………. 6.6. حسابات مقاومة التعب ……………………………………..6.7 حساب مهاوي للصلابة ومقاومة الاهتزاز ………………………… | |
| 7. المحامل الدوارة ………………………………………………………………… 7.1. تصنيف المحامل المتداول ........................................... 7.2. تعيين المحامل وفقًا لـ GOST 3189-89 .......................... 7.3. مميزات محامل التلامس الزاوي ……………………… 7.4. مخططات تركيب المحامل على الأعمدة ........................................... 7.5. الحمل التصميمي على محامل التلامس الزاوي…………….. 7.6. أسباب الفشل ومعايير الحساب .......................... 7.7. مواد الأجزاء الحاملة ………………………………. 7.8. اختيار المحامل على أساس سعة الحمولة الثابتة (GOST 18854-94) …………………………………………………………… | |
| 7.9. اختيار المحامل على أساس سعة الحمل الديناميكية (GOST 18855-94) ........................................................................... 7.9.1. البيانات الأولية……………………………………………………. 7.9.2. أساس الاختيار …………………………………………………………….. 7.9.3. ميزات اختيار المحامل ……………………….. | |
| 8. المحامل المنزلقة ………………………………………………………………………. | |
| 8.1. معلومات عامة…………………………………………………….. | |
| 8.2. ظروف التشغيل وأوضاع الاحتكاك ........................................................... | |
| 7. أدوات التوصيل | |
| 7.1. وصلات جامدة | |
| 7.2. وصلات التعويض | |
| 7.3. وصلات متحركة | |
| 7.4. وصلات مرنة | |
| 7.5. براثن الاحتكاك | |
| 8. توصيلات أجزاء الآلة | |
| 8.1. اتصالات دائمة | |
| 8.1.1. المفاصل الملحومة | |
| حساب قوة اللحامات الملحومة | |
| 8.1.2. اتصالات برشام | |
| 8.2. اتصالات قابلة للفصل | |
| 8.2.1. اتصالات مترابطة | |
| حساب قوة الاتصالات الخيوط | |
| 8.2.2. اتصالات الدبوس | |
| 8.2.3. اتصالات ذات مفاتيح | |
| 8.2.4. اتصالات الخط | |
| 9. الينابيع …………………………… |
| | | المحاضرة القادمة ==> | |
تحتوي كل سيارة على أجزاء محددة تختلف بشكل أساسي عن باقي السيارات. يطلق عليهم العناصر المرنة. العناصر المرنة لها تصميمات مختلفة ومختلفة جدًا عن بعضها البعض. ولذلك يمكن إعطاء تعريف عام.
العناصر المرنة هي الأجزاء التي تكون صلابتها أقل بكثير من غيرها، وتكون تشوهاتها أعلى.
بفضل هذه الخاصية، فإن العناصر المرنة هي أول من يدرك الصدمات والاهتزازات والتشوهات.
في أغلب الأحيان، يسهل اكتشاف العناصر المرنة عند فحص السيارة، مثل إطارات العجلات المطاطية والينابيع والينابيع والمقاعد الناعمة للسائقين والسائقين.
في بعض الأحيان يتم إخفاء العنصر المرن تحت ستار جزء آخر، على سبيل المثال، عمود الالتواء الرفيع، ومسمار برقبة رفيعة طويلة، وقضيب ذو جدران رقيقة، وحشية، وقذيفة، وما إلى ذلك. ومع ذلك، حتى هنا، سيتمكن المصمم ذو الخبرة من التعرف على مثل هذا العنصر المرن "المموه" واستخدامه على وجه التحديد من خلال صلابته المنخفضة نسبيًا.
على السكك الحديدية، بسبب شدة النقل، تكون تشوهات أجزاء المسار كبيرة جدًا. هنا، تصبح العناصر المرنة، إلى جانب نوابض المعدات الدارجة، في الواقع سككًا وعوارض (خاصة خشبية وليست خرسانية) وتربة جسر المسار.
تجد العناصر المرنة التطبيق الأوسع:
è لامتصاص الصدمات (تقليل التسارع وقوى القصور الذاتي أثناء الصدمات والاهتزازات بسبب وقت تشوه أطول بكثير للعنصر المرن مقارنة بالأجزاء الصلبة)؛
è لإنشاء قوى ثابتة (على سبيل المثال، تعمل الحلقات المرنة والمقسمة الموجودة أسفل الجوز على إنشاء قوة احتكاك ثابتة في الخيوط، مما يمنع الفك الذاتي)؛
è لإغلاق الآليات بالقوة (لإزالة الثغرات غير المرغوب فيها)؛
è لتراكم (تراكم) الطاقة الميكانيكية (زنبركات الساعة، زنبرك مهاجم السلاح، قوس القوس، مطاط المقلاع، المسطرة المنحنية بالقرب من جبين الطالب، وما إلى ذلك)؛
è لقياس القوى (تعتمد موازين الزنبرك على العلاقة بين وزن وتشوه زنبرك القياس حسب قانون هوك).
عادةً ما يتم تصنيع العناصر المرنة على شكل نوابض ذات تصميمات مختلفة.
تعد نوابض الضغط والامتداد المرنة أكثر شيوعًا في السيارات. الملفات الموجودة في هذه الينابيع تخضع للالتواء. الشكل الأسطواني للينابيع مناسب لوضعها في الآلات.
السمة الرئيسية للزنبرك، مثل أي عنصر مرن، هي الصلابة أو امتثاله العكسي. الاستعلاء ك يتحدد من خلال الاعتماد على القوة المرنة F من التشوه س . إذا كان من الممكن اعتبار هذا الاعتماد خطيًا، كما هو الحال في قانون هوك، فسيتم العثور على الصلابة عن طريق قسمة القوة على التشوه ك =و / س .
إذا كان الاعتماد غير خطي، كما هو الحال في الهياكل الحقيقية، يتم العثور على الصلابة كمشتق للقوة فيما يتعلق بالتشوه ك =∂ F/ ∂ س.
من الواضح أنك هنا تحتاج إلى معرفة نوع الوظيفة F =F (س ) .
بالنسبة للأحمال الثقيلة، عندما يكون من الضروري تبديد طاقة الاهتزاز والصدمات، يتم استخدام حزم العناصر المرنة (الينابيع).
والفكرة هي أنه عندما تتشوه النوابض المركبة أو ذات الطبقات، تتبدد الطاقة بسبب الاحتكاك المتبادل للعناصر.
يتم استخدام مجموعة من النوابض القرصية لامتصاص الصدمات والاهتزازات في أداة التوصيل المرنة بين العربات للقاطرات الكهربائية ChS4 وChS4 T.
في تطوير هذه الفكرة، وبمبادرة من موظفي أكاديميتنا على طريق كويبيشيفسكايا، يتم استخدام النوابض القرصية (الغسالات) في الوصلات المسدودة لبطانات مفاصل السكك الحديدية. يتم وضع النوابض تحت الصواميل قبل ربطها وتوفير قوى احتكاك ثابتة عالية في الوصلة، وكذلك تفريغ البراغي.
يجب أن تتمتع مواد العناصر المرنة بخصائص مرنة عالية، والأهم من ذلك، ألا تفقدها بمرور الوقت.
المواد الرئيسية للينابيع هي الفولاذ عالي الكربون 65.70، فولاذ المنغنيز 65G، فولاذ السيليكون 60S2A، فولاذ الكروم الفاناديوم 50HFA، إلخ. تتمتع جميع هذه المواد بخصائص ميكانيكية أعلى مقارنة بالفولاذ الإنشائي التقليدي.
في عام 1967، تم اختراع مادة تسمى المطاط المعدني "MR" وحصلت على براءة اختراع في جامعة سمارة للفضاء. المادة مصنوعة من أسلاك معدنية مجعدة ومتشابكة، ثم يتم ضغطها بعد ذلك إلى الأشكال المطلوبة.
الميزة الهائلة للمطاط المعدني هي أنه يجمع بشكل مثالي بين قوة المعدن ومرونة المطاط، بالإضافة إلى ذلك، بسبب الاحتكاك الكبير بين الأسلاك، فإنه يبدد (مخمدات) طاقة الاهتزاز، كونه وسيلة فعالة للغاية لحماية الاهتزازات.
يمكن تعديل كثافة السلك المتشابك وقوة الضغط، للحصول على قيم محددة لصلابة وتخميد المطاط المعدني في نطاق واسع جدًا.
لا شك أن المطاط المعدني له مستقبل واعد كمادة لتصنيع العناصر المرنة.
تتطلب العناصر المرنة حسابات دقيقة للغاية. على وجه الخصوص، يجب أن تكون مصممة للصلابة، لأن هذه هي الخاصية الرئيسية.
ومع ذلك، فإن تصميمات العناصر المرنة متنوعة للغاية، وطرق الحساب معقدة للغاية، بحيث أنه من المستحيل تقديمها في أي صيغة معممة. خاصة في إطار دورتنا التدريبية التي اكتملت هنا.
أسئلة التحكم
1. ما هي المعايير التي يمكن من خلالها العثور على العناصر المرنة في تصميم الآلة؟
2. ما هي المهام التي تستخدم العناصر المرنة؟
3. ما هي خاصية العنصر المرن التي تعتبر السمة الرئيسية؟
4. ما هي المواد التي يجب أن تصنع منها العناصر المرنة؟
5. كيف يتم استخدام غسالات نوابض بيلفيل على طريق كويبيشيفسكايا؟
| مقدمة………………………………………………………………………………… | |
| 1. قضايا عامة لحساب أجزاء الماكينة ........................................... | |
| 1.1. صفوف الأرقام المفضلة ……………………………………………… | |
| 1.2. المعايير الأساسية لأداء أجزاء الآلة .......................... 1.3. حساب مقاومة التعب تحت الاجهادات المتغيرة .......... | |
| 1.3.1. الفولتية المتغيرة ………………………………………………….. 1.3.2. حدود التحمل …………………………………….. 1.4. عوامل السلامة …………………………………………. | |
| 2. ناقل الحركة الميكانيكي ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. معلومات عامة …………………………………………….. 2.2. خصائص التروس الدافعة …………………………………….. | |
| 3. التروس ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ظروف التشغيل للأسنان ………………………………………. 4.2. مواد التروس ………………………………………………………………………………… الأنواع المميزة لتدمير الأسنان ……………………………………………………………………………………… 4.4. حمل التصميم ……………………………………………. 4.4.1. عوامل الحمل التصميمية ……………………………. 4.4.2. دقة التروس …………………………….. 4.5. تروس الدفع……………………………………… | |
| 4.5.1. القوى المشاركة ……………………………………. 4.5.2. حساب مقاومة التعب الاتصال .......................... 4.5.3. حساب مقاومة التعب الانثناء .......................... 4.6. التروس المخروطية ……………………………………………………………………………… 4.6.1. المؤشرات الرئيسية…………………………………………………. 4.6.2. القوى المشاركة ……………………………………. 4.6.3. حساب مقاومة تعب التلامس ………………… 4.6.4. حساب مقاومة الكلال في الانحناء ............... | |
| 5. التروس الدودية ………………………………………………………………. 5.1. معلومات عامة …………………………………………….. 5.2. القوى المشاركة ………………………………………. 5.3. مواد التروس الدودية ……………………………………………………………… 5.4. حساب القوة …………………………………….. | |
| 5.5. الحساب الحراري …………………………………………………………… 6. العمود والمحاور ……………………………………………………………. 6.1. معلومات عامة …………………………………………….. 6.2. حمل التصميم ومعايير الأداء .......................... 6.3. حساب تصميم مهاوي ………………………………. 6.4. رسم تخطيطي للتصميم وإجراءات حساب العمود .......................................... 6.5. حساب القوة الساكنة …………………………………. 6.6. حسابات مقاومة التعب ……………………………………..6.7 حساب مهاوي للصلابة ومقاومة الاهتزاز ………………………… | |
| 7. المحامل الدوارة ………………………………………………………………… 7.1. تصنيف المحامل المتداول ........................................... 7.2. تعيين المحامل وفقًا لـ GOST 3189-89 .......................... 7.3. مميزات محامل التلامس الزاوي ……………………… 7.4. مخططات تركيب المحامل على الأعمدة ........................................... 7.5. الحمل التصميمي على محامل التلامس الزاوي…………….. 7.6. أسباب الفشل ومعايير الحساب .......................... 7.7. مواد الأجزاء الحاملة ………………………………. 7.8. اختيار المحامل على أساس سعة الحمولة الثابتة (GOST 18854-94) …………………………………………………………… | |
| 7.9. اختيار المحامل على أساس سعة الحمل الديناميكية (GOST 18855-94) ........................................................................... 7.9.1. البيانات الأولية……………………………………………………. 7.9.2. أساس الاختيار …………………………………………………………….. 7.9.3. ميزات اختيار المحامل ……………………….. | |
| 8. المحامل المنزلقة ………………………………………………………………………. | |
| 8.1. معلومات عامة…………………………………………………….. | |
| 8.2. ظروف التشغيل وأوضاع الاحتكاك ........................................................... | |
| 7. أدوات التوصيل | |
| 7.1. وصلات جامدة | |
| 7.2. وصلات التعويض | |
| 7.3. وصلات متحركة | |
| 7.4. وصلات مرنة | |
| 7.5. براثن الاحتكاك | |
| 8. توصيلات أجزاء الآلة | |
| 8.1. اتصالات دائمة | |
| 8.1.1. المفاصل الملحومة | |
| حساب قوة اللحامات الملحومة | |
| 8.1.2. اتصالات برشام | |
| 8.2. اتصالات قابلة للفصل | |
| 8.2.1. اتصالات مترابطة | |
| حساب قوة الاتصالات الخيوط | |
| 8.2.2. اتصالات الدبوس | |
| 8.2.3. اتصالات ذات مفاتيح | |
| 8.2.4. اتصالات الخط | |
| 9. الينابيع …………………………… |
| | | المحاضرة القادمة ==> | |
