Расчеты конструктору. Сергей Фёдорович Гаврилов
Чтение книги онлайн.

Читать онлайн книгу Расчеты конструктору - Сергей Фёдорович Гаврилов страница 14

СКАЧАТЬ следует учитывать, что при снятии усилия навивки –

      пружина разворачивается, увеличивая шаг навивки и наружный диаметр.

      Кольцевая пружина.

      Применяется в буферных устройствах для гашения ударов и вибраций.

      А так же кольцевая пружина применяется для предохранения анкерных шпилек от перегрузок,

      Для примера рассчитаем кольцевую пружину анкерного болта подверженного ударным нагрузкам.

      Материалы пружин: Наиболее прочная Сталь 60С2Н2А ГОСТ 14959-79.

      Первый класс – циклическая нагрузка на Пять миллионов циклов.

      ( по Анурьеву выпуска 2001 г. – Десять миллионов циклов ).

      Типовое решение из сталей 60С2А и 65С2ВА ГОСТ 14963-69 HRC 46 … 52..

      и из стали 50ХФА ГОСТ 14963-69 HRC 44 … 50..

      допускаемое касательное для этих сталей не более 56 кгс/кв.мм.

      Применим сталь 60С2А ГОСТ 14959-79. Предел текучести 143 кгс/кв.мм.

      Предел прочности 163 кгс/кв.мм. Ресурс принимаем = 5000000 циклов.

      Допускаемое напряжение на растяжение Вд = 9600 кгс / кв.см.

      Закалка с 870 градусов в масло затем отпуск с 420 градусов..

      Рассчитываем наружное кольцо пружины при работе испытывающей напряжения

      растяжения. Внутренняя пружина испытывает напряжения сжатия – что менее опасно.

      Величины напряжений и деформация при равенстве поперечных сечений одинаковы.

      Поэтому внутреннее кольцо считать не будем.

      Эскиз сечения наружного кольца пружины.

      Кольцевая пружина – внешнее кольцо.

      Pii = 3,1415926 … Число Пи…

      Е = 2000000 кгс / кв.см. Модуль упругости стали..

      Максимальное осевое усилие вдвигающее конус в коническую расточку кольца принимаем равной:

      Q = 20000 кгс. При силе ударной нагрузки на шпильку равной Qот = 9472 кгс.

      Предполагаемый коэф. трения на конусе: Ктр = 0,1.. ( вибрация уменьшает трение)..

      Угол трения: Gt = arctan ( 0,1 )… Gt = 5,6666666º… ( градусов ).

      Наружный диаметр кольца: Ф = 130 мм.

      Внутренний цилиндрический участок: Фв = 104 мм. Длина Lв = 3 мм.

      Полная высота кольца пружины L = 15 мм.

      Коническая расточка внутреннего диаметра:

      Угол: Образующая – Ось кольца: G = 20º.. Высота расточки Lк = 12 мм.

      Наибольший диаметр расточки: Фк = ( Lк × 2 × ( tan 20º )) + Фв.. Фк = 112,7353 мм.

      Площадь поперечного сечения кольца пружины: S = 1,68794 кв.см.

      Объем кольца пружины: V = 62,8739 куб.см.. Масса = 0,49356 кг…

      Средний диаметр кольца пружины: Фср = V / ( S × Pii )…

      Фср = 62,8736 / ( 1,68794 × 3,1415926 ) .. Фср = 11,85662 см… Фср = 118,5662 мм.

      Gsf = 461030/2725231222…

      Так как угол трения значительно меньше угла конуса – при снятии нагрузки пружина

      вернется в исходное положение.. При этом часть энергии израсходуется на трение на

      конусе – поэтому колебания при снятии нагрузки быстро затухнут..

      Удельное СКАЧАТЬ