نوابض مرنة. الخصائص المرنة والخصائص الرئيسية للينابيع والينابيع الورقية
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.$\دلتا l_1=\frac(k_2\دلتا l_2)(k_1)$
تستخدم العناصر المعدنية وغير المعدنية كأجهزة مرنة في أنظمة تعليق السيارات الحديثة. الأكثر انتشاراالأجهزة المعدنية المستلمة: الينابيع والينابيع الورقية وقضبان الالتواء.
نوابض تعليق السيارة ذات صلابة متغيرة
الأكثر استخدامًا (خاصة في تعليق سيارات الركاب) نوابض لولبية، مصنوعة من قضيب فولاذي مرن ذو مقطع عرضي دائري.
عندما يتم ضغط الزنبرك على طول المحور الرأسي، تقترب ملفاته من بعضها البعض وتلتوي. إذا كان للزنبرك شكل أسطواني، فعندما يتشوه، تظل المسافة بين الملفات ثابتة ويكون للزنبرك خاصية خطية. وهذا يعني أن تشوه الزنبرك اللولبي يتناسب دائمًا بشكل مباشر مع القوة المطبقة، ويكون للزنبرك صلابة ثابتة. إذا قمت بإنشاء زنبرك ملتوي من قضيب ذو مقطع عرضي متغير أو أعطيت الزنبرك شكلًا معينًا (على شكل برميل أو شرنقة)، فإن هذا العنصر المرن سيكون له صلابة متغيرة. عندما يتم ضغط مثل هذا الزنبرك، فإن الملفات الأقل صلابة ستقترب في البداية من بعضها البعض، وبعد أن تتلامس، ستبدأ الملفات الأكثر صلابة في العمل. تستخدم النوابض ذات الصلابة المتغيرة على نطاق واسع في تعليق سيارات الركاب الحديثة.
تشمل مزايا النوابض المستخدمة كعناصر تعليق مرنة كتلتها المنخفضة والقدرة على ضمان نعومة عالية للمركبة. وفي الوقت نفسه، لا يستطيع الزنبرك نقل القوى في المستوى المستعرض ويتطلب استخدامه جهاز توجيه معقد في التعليق.
تعليق زنبركي ورقي خلفي:
1 - عين الربيع.
2 - جلبة مطاطية.
3 - قوس؛
4 - جلبة.
5 - الترباس.
6 - غسالات.
7 - الاصبع.
8 - البطانات المطاطية.
9 - غسالة الربيع.
10 - الجوز.
11 - قوس.
12 - جلبة مطاطية.
13 - جلبة.
14 - لوحة القرط.
15 - الترباس.
16 - شريط التثبيت.
17 - أوراق الجذر.
18 - أوراق الربيع.
19 - عازلة السكتة الدماغية ضغط المطاط.
20 - السلالم.
21 - تراكب.
22 - شعاع المحور الخلفي.
23 - ممتص الصدمات.
24 - المشبك.
25 - إطار الصاري.
26 - قوس استقرار.
27- حلق المثبت
ورقة الربيعكان بمثابة عنصر تعليق مرن في العربات التي تجرها الخيول والسيارات الأولى، لكنه لا يزال يستخدم حتى اليوم، على الرغم من أنه يتم استخدامه بشكل أساسي في الشاحنات. يتكون الزنبرك الورقي النموذجي من سلسلة من الصفائح بأطوال مختلفة مثبتة معًا، ومصنوعة من الفولاذ الزنبركي. عادةً ما يكون شكل زنبرك الأوراق على شكل شبه بيضاوي.
طرق ربط الينابيع:
أ - مع آذان ملتوية؛
ب - على الوسائد المطاطية.
ج - مع ثقب علوي ودعامة منزلق
الصفائح التي يتكون منها الزنبرك لها أطوال وانحناءات مختلفة. كلما كان طول الورقة أقصر، كلما زاد انحناءها، وهو أمر ضروري لتوافق متبادل أكثر إحكامًا للصفائح في الزنبرك المجمع. مع هذا التصميم، يتم تقليل الحمل على أطول ورقة (رئيسية) في الربيع. يتم تثبيت أوراق الربيع مع الترباس المركزي والمشابك. بمساعدة الورقة الرئيسية، يتم تثبيت الزنبرك عند طرفي الجسم أو الإطار ويمكنه نقل القوى من عجلات السيارة إلى الإطار أو الجسم. يتم تحديد شكل نهايات الورقة الرئيسية من خلال طريقة تثبيتها بالإطار (الجسم) والحاجة إلى التعويض عن التغيرات في طول الورقة. يجب أن يكون أحد طرفي الزنبرك قادرًا على الدوران بينما تدور الأطراف الأخرى وتتحرك.
عندما يتشوه الربيع، تنحني أوراقه ويتغير طولها. في هذه الحالة، تحتك الصفائح ببعضها البعض، وبالتالي فهي تتطلب التشحيم، ويتم تركيب حشوات خاصة مضادة للاحتكاك بين صفائح نوابض سيارات الركاب. وفي الوقت نفسه، فإن وجود الاحتكاك في الزنبرك يجعل من الممكن تخفيف اهتزازات الجسم، وفي بعض الحالات، يجعل من الممكن الاستغناء عن استخدام ممتصات الصدمات في نظام التعليق. يتميز نظام التعليق الزنبركي بتصميم بسيط ولكنه ذو كتلة كبيرة، وهو ما يحدد توزيعه الأكبر في أنظمة تعليق الشاحنات وبعض سيارات الركاب على الطرق الوعرة. لتقليل كتلة المعلقات الزنبركية وتحسين النعومة، يتم استخدامها أحيانًا قليلة الأوراقو ورقة واحدةالينابيع مع ورقة من مقطع طول متغير. نادرًا ما يتم استخدام الينابيع المصنوعة من البلاستيك المقوى في المعلقات.
تعليق شريط الالتواء. يستخدم التعليق الخلفي لسيارة بيجو 206 قضبان الالتواء متصلة بأذرع خلفية. يستخدم دليل التعليق أذرعًا أنبوبية مثبتة بزاوية على المحور الطولي للمركبة
التواء- عنصر معدني مرن يعمل على الالتواء. عادةً ما يكون شريط الالتواء عبارة عن قضيب معدني صلب ذو مقطع عرضي دائري مع سماكة في الأطراف يتم قطع الفتحات عليها. توجد أنظمة تعليق تصنع فيها قضبان الالتواء من مجموعة من الألواح أو القضبان (سيارات ZAZ). يتم توصيل أحد طرفي شريط الالتواء بالجسم (الإطار) والآخر بجهاز التوجيه. عندما تتحرك العجلات، تلتوي قضبان الالتواء، مما يوفر اتصالاً مرنًا بين العجلة والجسم. اعتمادا على تصميم التعليق، يمكن وضع قضبان الالتواء إما على طول المحور الطولي للسيارة (عادة تحت الأرض) أو بشكل عرضي. تتميز أنظمة تعليق شريط الالتواء بأنها مدمجة وخفيفة الوزن وتتيح إمكانية ضبط التعليق عن طريق لف قضبان الالتواء مسبقًا.
غير معدني عناصر مرنةوتنقسم المعلقات إلى المطاط والهوائيو مائي.
عناصر مطاطية مرنةموجودة في جميع تصميمات التعليق تقريبًا، ولكن ليس كتصميمات رئيسية، ولكن كتصميمات إضافية تستخدم للحد من حركة العجلات لأعلى ولأسفل. إن استخدام السدادات المطاطية الإضافية (المصدات، والمصدات) يحد من تشوه العناصر المرنة الرئيسية للتعليق، مما يزيد من صلابته أثناء الحركات الكبيرة ويمنع الصدمات من المعدن إلى المعدن. في مؤخرايتم استبدال العناصر المطاطية بشكل متزايد بأجهزة مصنوعة من مواد صناعية (البولي يوريثين).
العناصر المرنة للتعليق الهوائي:
أ - نوع الأكمام؛
ب- اسطوانات مزدوجة
في عناصر مرنة هوائيةيتم استخدام الخصائص المرنة للهواء المضغوط. العنصر المرن عبارة عن أسطوانة مصنوعة من المطاط المقوى، حيث يتم توفير الهواء تحت ضغط من ضاغط خاص. يمكن أن يكون شكل اسطوانات الهواء مختلفًا. أصبحت الأسطوانات من النوع الكمي (أ) والأسطوانات المزدوجة (المكونة من قسمين) (ب) منتشرة على نطاق واسع.
تشمل مزايا عناصر التعليق الهوائية المرنة السلاسة العالية لركوب السيارة، والوزن المنخفض والقدرة على الحفاظ على مستوى ثابت لأرضية الجسم، بغض النظر عن حمولة السيارة. تستخدم أنظمة التعليق ذات العناصر المرنة الهوائية في الحافلات والشاحنات والسيارات. يضمن المستوى الثابت لأرضية منصة الشحن سهولة تحميل وتفريغ الشاحنة، وللسيارات والحافلات - الراحة عند صعود الركاب ونزولهم. للحصول على الهواء المضغوط، تستخدم الحافلات والشاحنات ذات نظام الكبح الهوائي ضواغط قياسية يقودها المحرك، ويتم تركيب ضواغط خاصة في سيارات الركاب، وعادة ما تكون ذات محرك كهربائي (رينج روفر، مرسيدس، أودي).
تعليق هوائي. في سيارات مرسيدس الفئة E الجديدة، بدأ استخدام العناصر المرنة الهوائية بدلاً من الينابيع
يتطلب استخدام العناصر المرنة الهوائية استخدام عنصر توجيه معقد وامتصاص الصدمات في نظام التعليق. تتمتع أنظمة التعليق ذات العناصر المرنة الهوائية في بعض سيارات الركاب الحديثة بتحكم إلكتروني معقد، مما يضمن ليس فقط مستوى ثابت من الجسم، ولكن أيضًا يغير تلقائيًا صلابة نوابض الهواء الفردية عند الانعطاف وعند الكبح، لتقليل تدحرج الجسم والغوص، مما يحسن بشكل عام راحة القيادة والسلامة.
عنصر مرن مائي:
1 - الغاز المضغوط.
2 - الجسم.
3 - سائل؛
4 - للمضخة.
5- إلى دعامة امتصاص الصدمات
العنصر المرن المائي عبارة عن غرفة خاصة مقسمة إلى تجاويف بواسطة غشاء مرن أو مكبس.
يمتلئ أحد تجاويف الغرفة بالغاز المضغوط (النيتروجين عادة)، والآخر بالسائل (زيت خاص). يتم توفير خصائص مرنة بواسطة الغاز المضغوط، لأن السائل غير قابل للضغط عمليا. تؤدي حركة العجلة إلى حركة المكبس الموجود في أسطوانة مملوءة بالسائل. ومع تحرك العجلة للأعلى، يقوم المكبس بإزاحة السائل من الأسطوانة، والذي يدخل الغرفة ويعمل على الغشاء الفاصل، الذي يحرك الغاز ويضغطه. للحفاظ على الضغط المطلوب في النظام، يتم استخدام مضخة هيدروليكية ومركم هيدروليكي. عن طريق تغيير ضغط السائل الذي يدخل تحت غشاء العنصر المرن، يمكنك تغيير ضغط الغاز وصلابة التعليق. عندما يتأرجح الجسم، يمر السائل عبر نظام الصمام ويواجه مقاومة. يوفر الاحتكاك الهيدروليكي خصائص التخميد للتعليق. توفر أنظمة التعليق المائية الهوائية قيادة سلسة للغاية، والقدرة على ضبط موضع الجسم والتخميد الفعال للاهتزازات. تشمل العيوب الرئيسية لمثل هذا التعليق تعقيده وتكلفته العالية.
النوابض والعناصر المرنة n n n 1. الخصائص العامةالينابيع تستخدم الينابيع على نطاق واسع في الهياكل مثل عزل الاهتزازات، وامتصاص الصدمات، والتغذية الراجعة، والشد، ومقياس الدينامومتر وغيرها من الأجهزة. أنواع الينابيع. بناءً على نوع الحمل الخارجي المتصور، يتم تقسيم النوابض إلى نوابض الشد والضغط والالتواء والانحناء.
النوابض والعناصر المرنة n نوابض ملفوفة (أسطوانية - شد، الشكل 1 أ، ضغط، شكل 1 ب؛ الالتواء، شكل 1 ج، ضغط على شكل، شكل 1 د-و)، نوابض خاصة (قرص وحلقة، شكل 2) أ و ب - الضغط؛ النوابض والينابيع، الشكل 2 ج، - الانحناء؛ الحلزوني، الشكل 2 د - الالتواء، وما إلى ذلك) الأكثر شيوعًا هي الينابيع الأسطوانية الملتوية المصنوعة من سلك دائري.
النوابض والعناصر المرنة n يتم جرح نوابض الشد (انظر الشكل 1 أ) ، كقاعدة عامة ، بدون فجوات بين المنعطفات ، وفي معظم الحالات - مع شد (ضغط) أولي بين المنعطفات ، مما يعوض جزئيًا عن الحمل الخارجي. يكون الشد عادة (0.25 - 0.3) Fpr (Fnp هي أقصى قوة شد يتم عندها استنفاد الخواص المرنة للمادة الزنبركية تمامًا).
النوابض والعناصر المرنة لنقل الحمل الخارجي، يتم تجهيز هذه النوابض بخطافات. على سبيل المثال، بالنسبة للينابيع ذات القطر الصغير (3-4 مم)، يتم تصنيع الخطافات على شكل المنعطفات الأخيرة المنحنية (الشكل 3 أ-ج). ومع ذلك، فإن مثل هذه الخطافات تقلل من مقاومة نوابض التعب بسبب تركيز الضغط العالي في مناطق الانحناء. بالنسبة للينابيع الحرجة التي يزيد قطرها عن 4 مم، غالبًا ما يتم استخدام الخطافات المدمجة (الشكل 3 د-ه)، على الرغم من أنها أقل تقدمًا من الناحية التكنولوجية.
النوابض والعناصر المرنة n n n يتم لف نوابض الضغط (انظر الشكل 1 ب) بفجوة بين المنعطفات، والتي يجب أن تكون أكبر بنسبة 10-20٪ من الحركات المرنة المحورية لكل دورة عند أكبر حمل خارجي. يتم الحصول على المستويات الداعمة للينابيع عن طريق الضغط على المنعطفات الأخيرة مقابل المنعطفات المجاورة وطحنها بشكل عمودي على المحور. قد تصبح النوابض الطويلة غير مستقرة (منتفخة) تحت الحمل. لمنع الانتفاخ، يتم وضع هذه الينابيع عادة على مماسك خاصة (الشكل 4 أ) أو في النظارات (الشكل 4 ب).
النوابض والعناصر المرنة n n n يتم تحقيق محاذاة النوابض مع أجزاء التزاوج عن طريق تركيب ملفات دعم في ألواح خاصة، وتجويف في الجسم، وأخاديد (انظر الشكل 4 ج). عادةً ما يتم لف نوابض الالتواء (انظر الشكل 1 ج) بزاوية ارتفاع صغيرة وفجوات صغيرة بين الملفات (0.5 مم). إنهم يدركون الحمل الخارجي بمساعدة الخطافات التي يتم تشكيلها عن طريق ثني المنعطفات النهائية.
النوابض والعناصر المرنة المعلمات الأساسية للنوابض اللولبية. تتميز الينابيع بالمعلمات الرئيسية التالية (انظر الشكل 1 ب): قطر السلك د أو أبعاد المقطع العرضي؛ متوسط القطر Do، الفهرس c = Do/d؛ عدد ن من دورات العمل؛ طول هو من الجزء العامل؛ الخطوة t = Ho/n المنعطفات، الزاوية = ارتفاع قوسي للدورات. يتم أخذ المعلمات الثلاثة الأخيرة في الاعتبار في الحالات غير المحملة والمحملة.
النوابض والعناصر المرنة n n يحدد مؤشر الزنبرك انحناء الملف. لا يُنصح باستخدام النوابض ذات المؤشر 3 بسبب تركيز الضغط العالي في الملفات. عادة، يتم تحديد مؤشر الربيع اعتمادا على قطر السلك على النحو التالي: ل د 2.5 ملم، د = 3--5؛ 6-12 ملم على التوالي ج = 5-12؛ 4-10؛ 4-9.
النوابض والعناصر المرنة المواد. يتم تصنيع النوابض الملتوية عن طريق اللف البارد أو الساخن، يليها تشطيب الأطراف والمعالجة الحرارية والتحكم. المواد الرئيسية للينابيع هي سلك زنبركي خاص عالي القوة من الفئات 1، II و III بقطر 0، 2-5 مم، بالإضافة إلى الفولاذ: عالي الكربون 65، 70؛ منغنيز 65 جم؛ السيليكون 60 C 2 A، الكروم الفاناديوم 50 CFA، إلخ.
النوابض والعناصر المرنة: النوابض المعدة للتشغيل في بيئة نشطة كيميائيًا مصنوعة من سبائك غير حديدية. لحماية أسطح الملفات من الأكسدة، يتم تلميع أو تزييت النوابض المخصصة للأغراض الحرجة، ويتم أكسدة النوابض المخصصة للأغراض الحرجة بشكل خاص وتغليفها أيضًا بالزنك أو الكادميوم.
النوابض والعناصر المرنة ن ن 2. حساب وتصميم النوابض الأسطوانية الملتوية الإجهادات في المقاطع وإزاحة الملفات. تحت تأثير القوة المحورية F (الشكل 5 أ) ، تظهر قوة داخلية محصلة F في المقطع العرضي للملف الزنبركي، بالتوازي مع محور الزنبرك، ولحظة T = F D 0/2، مستويها يتزامن مع مستوى زوج القوى F. ويميل المقطع العرضي الطبيعي للملف إلى المستوى الثاني بزاوية.
النوابض والعناصر المرنة n n إسقاط عوامل القوة في المقطع العرضي للزنبرك المحمل على المحاور x وy وz (الشكل 5، ب)، المرتبطة بالقسم الطبيعي للملف والقوة F والعزم T، نحصل على Fx = F كوس ؛ Fn = F sin (1) T = Mz = 0.5 F D 0 cos ; Mx = 0.5 F D 0 خطيئة ;
النوابض والعناصر المرنة n n n زاوية ارتفاع المنعطفات صغيرة (عادةً 12). لذلك يمكننا أن نفترض أن المقطع العرضي للزنبرك يعمل على الالتواء، مع إهمال عوامل القوة الأخرى. في قسم الملف، الحد الأقصى للإجهاد العرضي (2) حيث Wk هي لحظة مقاومة الالتواء لقسم الملف
النوابض والعناصر المرنة n مع الأخذ في الاعتبار انحناء الملفات والعلاقة (2)، نكتب بصيغة المساواة (1)، (3) n حيث F هو الحمل الخارجي (الشد أو الضغط)؛ د 0 - متوسط قطر الربيع. ك - المعامل مع مراعاة انحناء المنعطفات وشكل القسم (تعديل صيغة التواء العارضة المستقيمة) ؛ k هو الضغط العقابي المسموح به أثناء الالتواء.
النوابض والعناصر المرنة n يمكن حساب قيمة المعامل k للينابيع المصنوعة من سلك دائري بمؤشر c 4 باستخدام الصيغة
النوابض والعناصر المرنة n n مع الأخذ في الاعتبار أنه بالنسبة لسلك ذو مقطع عرضي دائري Wk = d 3 / 16، فإن (4) زنبرك بزاوية ارتفاع 12 له إزاحة محورية n F، (5)
النوابض والعناصر المرنة n n حيث n هو معامل الامتثال المحوري للزنبرك. يتم تحديد امتثال الزنبرك ببساطة من اعتبارات الطاقة. الطاقة المحتملة للزنبرك: حيث T هو عزم الدوران في المقطع العرضي للزنبرك بسبب القوة F، G Jk هي الصلابة الالتوائية لقسم الملف (Jk 0، 1 d 4)؛ ل د 0 ن - الطول الإجمالي للجزء العامل من المنعطفات؛
النوابض والعناصر المرنة n ومعامل الامتثال المحوري للزنبرك (7) n حيث يكون الامتثال المحوري لدورة واحدة (التسوية بالملليمتر تحت تأثير القوة F = 1 N)،
النوابض والعناصر المرنة n تحددها الصيغة (8) n حيث G = E/ 0.384 E هو معامل القص (E هو معامل المرونة لمادة الزنبرك).
النوابض والعناصر المرنة من الصيغة (7) يترتب على ذلك أن معامل امتثال الزنبرك يزداد مع زيادة عدد اللفات (طول الزنبرك)، ومؤشره (القطر الخارجي) وانخفاض معامل القص للمادة.
النوابض والعناصر المرنة حساب وتصميم النوابض. يتم حساب قطر السلك من حالة القوة (4). بالنسبة لقيمة فهرس معينة c (9) n حيث F 2 هو أكبر حمل خارجي.
النوابض والعناصر المرنة n الضغوط المسموح بها [k] للينابيع المصنوعة من الفولاذ 60 C 2 و 60 C 2 N 2 A و 50 HFA هي: 750 ميجاباسكال - تحت تأثير الأحمال المتغيرة الثابتة أو المتغيرة ببطء، وكذلك للينابيع للأغراض غير الحرجة؛ 400 ميجا باسكال - للينابيع الحيوية المحملة ديناميكيًا. بالنسبة للزنبركات البرونزية المحملة ديناميكيًا، يتم تعيين [k] (0.2-0.3) بوصة؛ للينابيع البرونزية غير المسؤولة - (0.4-0.6) ج.
النوابض والعناصر المرنة n n يتم تحديد العدد المطلوب من دورات العمل من العلاقة (5) وفقًا للحركة المرنة المعينة (الشوط) للزنبرك. إذا تم تركيب نابض الضغط مع الشد المسبق (الحمل) F 1، فعندئذ (10) اعتمادًا على الغرض من الزنبرك، القوة F 1 = (0.1-0.5) F 2. عن طريق تغيير قيمة F 1، يتم العمل يمكن تعديل مسودة الربيع. يتم تقريب عدد اللفات إلى نصف دورة لـ n 20 وإلى دورة واحدة لـ n > 20.
النوابض والعناصر المرنة n إجمالي عدد اللفات n n H 0 = H 3 + n (t - d)، (12) حيث H 3 = (n 1 - 0. 5) d هو طول الزنبرك، مضغوطًا حتى العمل المجاور يتحول اللمس. ر - خطوة الربيع. ن ن ن 1 = ن + (ل، 5 -2، 0). (11) يتم استخدام 1.5-2 دورة إضافية للضغط لإنشاء أسطح داعمة للزنبرك. في التين. يوضح الشكل 6 العلاقة بين الحمل وضغط الزنبرك. إجمالي طول الربيع المفرغ n
النوابض والعناصر المرنة n n يتم تقليل إجمالي عدد اللفات بمقدار 0.5 نتيجة لطحن كل طرف من طرفي الزنبرك بمقدار 0.25 يومًا لتكوين طرف محمل مسطح. يتم تحديد الحد الأقصى لتسوية الزنبرك، أي حركة نهاية الزنبرك حتى تتلامس الملفات بشكل كامل (انظر الشكل 6)، بواسطة الصيغة
النوابض والعناصر المرنة n n n يتم تحديد ميل الزنبرك اعتمادًا على القيمة 3 من النسبة التقريبية التالية: طول السلك اللازم لتصنيع الزنبرك حيث = 6 - 9° هي زاوية ارتفاع لفات الزنبرك المفرغ .
الينابيع والعناصر المرنة n n لمنع الربيع من التواء بسبب فقدان الاستقرار ، يجب أن تكون مرونته H 0/D 0 أقل من 2.5 ينبغي تركيبها على شياق أو تركيبها في الأكمام.
النوابض والعناصر المرنة n n n يتم تحديد طول تركيب الزنبرك، أي طول الزنبرك بعد ربطه بالقوة F 1 (انظر الشكل 6)، بالصيغة H 1 = H 0 - 1 = H 0 - n F 1 تحت تأثير أكبر حمل خارجي، طول الزنبرك H 2 =H 0 - 1 = H 0 - n F 2 وأصغر طول للزنبرك سيكون عند القوة F 3 المقابلة للطول H 3 = H 0 - 3
النوابض والعناصر المرنة n يتم تحديد زاوية ميل الخط المستقيم F = f() إلى محور الإحداثي السيني (انظر الشكل 6) من الصيغة
النوابض والعناصر المرنة n بالنسبة للأحمال الثقيلة والأبعاد الضيقة، استخدم نوابض الضغط المركبة (انظر الشكل 4، ج) - مجموعة من عدة نوابض (عادةً اثنين) تقع بشكل متحد المركز والتي تتصور الحمل الخارجي في وقت واحد. لمنع التواء قوي للدعامات النهائية والتشوهات، يتم لف النوابض المحورية في اتجاهين متعاكسين (يسارًا ويمينًا). تم تصميم الدعامات لضمان المحاذاة المتبادلة للينابيع.
النوابض والعناصر المرنة لتوزيع الحمل بينها بالتساوي، من المرغوب فيه أن تكون النوابض المركبة لها نفس التسويات (الحركات المحورية)، وأن تكون أطوال النوابض المضغوطة حتى تتلامس الملفات مع بعضها البعض متساوية تقريبًا. في حالة التفريغ، طول نوابض التوتر Н 0 = n d+2 hз; حيث hз = (0, 5- 1, 0) D 0 هو ارتفاع الخطاف الواحد. عند الحمل الخارجي الأقصى، يكون طول زنبرك الشد H 2 = H 0 + n (F 2 - F 1 *) حيث F 1 * هي قوة الضغط الأولي للمنعطفات أثناء اللف.
النوابض والعناصر المرنة n n يتم تحديد طول السلك المستخدم في تصنيع النوابض بواسطة الصيغة حيث lз هو طول السلك لمقطورة واحدة.
النوابض والعناصر المرنة n النوابض الشائعة هي تلك التي يتم فيها استخدام كابل ملتوي من سلكين إلى ستة أسلاك ذات قطر صغير (d = 0.8 - 2.0 مم) بدلاً من السلك - نوابض مجدولة. من حيث التصميم، مثل هذه الينابيع تعادل الينابيع متحدة المركز. نظرًا لقدرتها العالية على التخميد (بسبب الاحتكاك بين الخيوط) والامتثال، تعمل النوابض المجدولة بشكل جيد في ممتصات الصدمات والأجهزة المماثلة. عند تعرضها لأحمال متغيرة، تفشل النوابض المجدولة بسرعة بسبب تآكل الخيوط.
النوابض والعناصر المرنة في الهياكل التي تعمل تحت ظروف الاهتزاز وأحمال الصدمات، تُستخدم أحيانًا النوابض ذات الأشكال (انظر الشكل 1، d-f) مع وجود علاقة غير خطية بين قوة خارجيةوالحركة المرنة للربيع.
النوابض والعناصر المرنة هوامش الأمان. عند تعرضها للأحمال الساكنة، قد تفشل النوابض بسبب التشوهات البلاستيكية في الملفات. وفقاً للتشوهات اللدنة، فإن عامل الأمان هو حيث يكون الحد الأقصى هو أعلى إجهاد عرضي في ملف الزنبرك، محسوباً بالصيغة (3)، عند F=F 1.
النوابض والعناصر المرنة يجب أن تكون النوابض التي تعمل لفترة طويلة تحت أحمال متغيرة مصممة لمقاومة التعب. تتميز النوابض بالتحميل غير المتماثل، حيث تختلف القوى من F 1 إلى F 2 (انظر الشكل 6). في الوقت نفسه، في المقاطع العرضية للجهد يتحول
النوابض والعناصر المرنة n السعة ومتوسط إجهاد الدورة n بالنسبة للضغوط العرضية، عامل الأمان n حيث K d هو معامل تأثير المقياس (للينابيع المصنوعة من سلك d 8 مم تساوي 1)؛ = 0، 1 - 0، 2 - معامل عدم تناسق الدورة.
النوابض والعناصر المرنة حد التعب - سلك واحد مع التواء متغير في دورة متناظرة: 300-350 ميجا باسكال - للفولاذ 65، 70، 55 GS، 65 G؛ 400-450 ميجا باسكال - للفولاذ 55 ج 2، 60 ج 2 أ؛ 500-550 ميجا باسكال - للفولاذ 60 C 2 HFA، إلخ. عند تحديد عامل الأمان، يتم أخذ معامل تركيز الإجهاد الفعال K = 1. ويؤخذ تركيز الإجهاد في الاعتبار بواسطة المعامل k في صيغ الضغوط.
النوابض والعناصر المرنة n في حالة التذبذبات الرنانة للينابيع (على سبيل المثال، نوابض الصمامات)، قد تحدث زيادة في المكون المتغير للدورة بينما تظل m دون تغيير. في هذه الحالة، عامل الأمان للضغوط المتناوبة
النوابض والعناصر المرنة: لزيادة مقاومة الكلال (بنسبة 20-50%)، يتم تقوية النوابض عن طريق الصقل بالطلقات، مما يخلق ضغوطًا ضاغطة متبقية في الطبقات السطحية للملفات. لمعالجة الينابيع، يتم استخدام الكرات التي يبلغ قطرها 0.5-1.0 ملم. من الأكثر فعالية معالجة الينابيع بكرات ذات أقطار صغيرة بسرعات طيران عالية.
النوابض والعناصر المرنة حساب حمل الصدمات. في عدد من الهياكل (ممتصات الصدمات، وما إلى ذلك)، تعمل النوابض تحت أحمال صدمات يتم تطبيقها على الفور تقريبًا (بسرعة عالية) مع طاقة تصادم معروفة. تتلقى الملفات الفردية للزنبرك سرعة كبيرة ويمكن أن تتصادم بشكل خطير. يرتبط حساب الأنظمة الحقيقية لتحميل الصدمات بصعوبات كبيرة (مع مراعاة الاتصال والتشوهات المرنة والبلاستيكية وعمليات الأمواج وما إلى ذلك)؛ لذلك، بالنسبة للتطبيق الهندسي، سنقتصر على طريقة حساب الطاقة.
النوابض والعناصر المرنة n n n إن المهمة الرئيسية لتحليل أحمال الصدمات هي تحديد الاستقرار الديناميكي (الحركة المحورية) والحمل الساكن المكافئ لتأثير الارتطام على زنبرك ذي أبعاد معروفة. دعونا نفكر في تأثير قضيب كتلته m على ممتص الصدمات الزنبركي (الشكل 7). إذا أهملنا تشوه المكبس وافترضنا أنه بعد الاصطدام، تغطي التشوهات المرنة الزنبرك بأكمله على الفور، فيمكننا كتابة معادلة توازن الطاقة بالشكل الذي تكون فيه Fd هي قوة الجاذبية للقضيب؛ K هي الطاقة الحركية للنظام بعد الاصطدام،
النوابض والعناصر المرنة n تحددها الصيغة (13) n حيث v 0 هي سرعة حركة المكبس؛ - معامل تخفيض كتلة الزنبرك إلى نقطة الاصطدام
النوابض والعناصر المرنة n n n إذا افترضنا أن سرعة حركة ملفات الزنبرك تتغير خطيا على طولها، فإن = 1/3. يعبر الحد الثاني في الجانب الأيسر من المعادلة (13) عن عمل المكبس بعد الاصطدام أثناء الاضطراب الديناميكي للزنبرك. الجزء الأيمنالمعادلة (13) هي الطاقة الكامنة لتشوه الزنبرك (مع الامتثال m)، والتي يمكن إعادتها عن طريق تفريغ الزنبرك المشوه تدريجياً.
النوابض والعناصر المرنة مع التطبيق الفوري للحمل v 0 = 0؛ د = 2 ملعقة كبيرة. يمكن للحمل الساكن، الذي يعادل في تأثيره التأثير، أن يحدث. تحسب من العلاقة ن ن
النوابض والعناصر المرنة تستخدم العناصر المرنة المطاطية في تصميمات الوصلات المرنة والدعامات العازلة للاهتزاز والضوضاء والأجهزة الأخرى للحصول على حركات كبيرة. عادةً ما تنقل هذه العناصر الحمل عبر الأجزاء المعدنية (الألواح والأنابيب وما إلى ذلك).
النوابض والعناصر المرنة مزايا العناصر المطاطية المرنة: القدرة على العزل الكهربائي؛ قدرة تخميد عالية (تبديد الطاقة في المطاط يصل إلى 30-80٪)؛ القدرة على تجميع طاقة أكبر لكل وحدة كتلة من الفولاذ الزنبركي (حتى 10 مرات). في الجدول يوضح الشكل 1 الرسوم البيانية والصيغ الحسابية لتحديد تقريبي للضغوط والإزاحات للعناصر المرنة المطاطية.
النوابض والعناصر المرنة مادة العناصر - مطاط تقني ذو قوة شد (8 ميجا باسكال؛ معامل القص G = 500-900 ميجا باسكال. V) السنوات الاخيرةأصبحت العناصر المرنة الهوائية منتشرة على نطاق واسع.
في الآونة الأخيرة، بدأ استخدام نوابض متعددة الجدائل معروفة منذ فترة طويلة في التكنولوجيا، ولكنها قليلة الاستخدام، وتتكون من عدة أسلاك (خيوط) ملتوية في حبال (الشكل 902، IV)، 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 وضع الكابل بحيث يلتوي الكابل بدلاً من أن يرتاح 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 وشعاعية 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.
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 أثناء التآكل (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. 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.
التوزيع الرئيسي في السيارات هي الينابيع المرنةالضغط والتمدد. 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 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 ==> | |
