Пружины расчет: Калькулятор пружин – расчет пружин онлайн
alexxlab | 02.01.2023 | 0 | Разное
Расчет и характеристики пружин уплотнений :: HighExpert.RU
© к.т.н. Шепелёв В.А., инж. Шепелёв А.В.
В конструкциях уплотнений различного оборудования применяются упругие элементы, имеющие рабочие усилия, обеспечивающие необходимые начальные
контактные давления для герметичности уплотнения. Как-правило, функцию упругих элементов в уплотнениях выполняют пружины, изготавливаемые из металлической проволоки или ленты. По способу создания усилия пружины подразделяются на пружины сжатия,пружины растяжения, а также на пружины кручения и изгиба. Вследствие конструктивных и технологических особенностей последние
не получили широкого распространения в уплотнительных узлах. В связи с этим обстоятельством в настоящей статье мы вкратце рассмотрим
только пружины сжатия, которые находят повсеместное применение в торцевых уплотнениях и их различных модификациях, а также в узлах
и агрегатах различного оборудования.
Для уплотнений вращающихся валов с перепадами давлений рабочих сред выше 0,5 атм широко применяются торцевые уплотнения,
а также комбинированные уплотнения и их различные модификации. В этих уплотнениях в качестве пружин сжатия используются винтовые
Последние в основном устанавливаются в узлах уплотнений, где имеются ограничения по осевым габаритам уплотнительной камеры, т.е. по установочной длине вдоль оси вала.
Цилиндрические пружины сжатия находят наиболее широкое применение в уплотнениях благодаря простоте изготовления
и линейной рабочей характеристике (см. рисунок слева). Для увеличения площади контактной поверхности опорные торцы крайних витков
пружины всегда подшлифовывают, как правило, с общей площадью прилегания не менее 75%.
Подшлифованные торцы опорных витков пружины должны иметь наименьшее отклонение от перпендикулярности относительно образующей этой пружины. Для расчета параметров пружин можно воспользоваться нашим сервисом онлайн.
Конические пружины сжатия вследствие своих конструктивных особенностей – переменного диаметра витков, обладают нелинейной силовой характеристикой. Причем, для них характерно два участка: первый участок с практически линейным изменением рабочего усилия от высоты пружины (или её деформации) и второй участок с ярко выраженной нелинейной зависимостью (см. рисунок слева).
Рабочая точка, соответствующая рабочей высоте этой пружины уплотнения, отмечена на рисунке пунктирной линией. Эту особенность конических пружин
необходимо учитывать при проектировании уплотнений или других узлов, где предполагается применение таких пружин.
Обычно передача одностороннего крутящего момента осуществляется от вращающегося вала благодаря наличию поводков на опорных витках пружины или
с помощью натяга (например, в торцевых уплотнениях TYPE 1).
Существуют методики расчета пружин сжатия по ГОСТ. Вместе с тем, в некоторых практических случаях применение стандартных методик и расчетных
таблиц не всегда приемлемо. В этом случае необходимо воспользоваться инженерными методиками
расчета пружин сжатия, которые корректируются исходя
из практических замеров реальных пружин и с учётом материала проволоки. При разработке конструкций торцевых уплотнений мы применяем
свои инженерные методики расчета характеристик пружин сжатия, используя программный комплекс MSLC.
На нашем головном сайте в разделе инженерные расчеты онлайн также имеется сервис,
позволяющий проводить в реальном режиме времени расчеты пружин
из нержавеющей стальной проволоки, эксплуатирующиеся при нормальных условиях. Полезные ссылки по пружинам и их расчетам:
Расчет цилиндрических пружин сжатия онлайн.
Расчет конической пружины сжатия онлайн.
Расчет волновой пружины сжатия онлайн.
Пример расчета цилиндрической пружины сжатия торцевого уплотнения.
Пример расчета конической пружины сжатия торцевого уплотнения.
Расчет пружин
2.1.3 Последовательность расчета пружин сжатия
Исходными величинами для определения размеров пружин являются силы Р1 и Р2, рабочий ход h, наибольшая скорость V0 перемещения подвижного конца пружины при нагружении или лил при разгрузке, заданная выносливость N и наружный диаметр пружины D (предварительный). Если задана только сила Р2, то вместо рабочего хода h назначают прогиб F2 соответствующей заданной силе.
С учетом заданной выносливости N предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу по таблице 116.
По заданной силе Р2 и крайним значениям инерционного зазора δ по формуле (1) вычисляют граничные значения силы Р3.
По
вычисленным величинам Р3, пользуясь
таблицей 117, предварительно определяют
принадлежность пружины к соответствующему
разряду в выбранном классе.
По таблице 120 параметров пружин в соответствии со стандартом отыскивают строчку, в которой наружный диаметр витка близко совпадает с предварительно заданным значением D. Из этой же строки берут соответствующие величины Р3 и диаметр проволоки d.
По таблице 117 определяют напряжения τ3 вычисляют с учетом временного сопротивления σв по ГОСТ 9389-75
По
полученным значениям Р3 и τ3, а также по
заданной силе Р2 по формуле (2) находят
критическую скорость Vкр и отношение ,
с помощью которого проверяют принадлежность
пружины к предварительно установленному
классу. Несоблюдения условия для
пружин 1 и 2 классов означает, что при
скорости V0 выносливость, обусловленная
в таблице 116, может быть не обеспечена.
Тогда пружина должна быть отнесена к
последующему низшему классу или должны
быть изменены исходные условия с таким
расчетом, чтобы после повторных вычислений
в указанном порядке удовлетворялось
требование .
Если это выполнить нельзя, то назначают
запасные комплекты пружин.
С учетом установленного класса и разряда в соответствии со стандартом по таблице 120 выбирают величины Z1 и f3, затем вычисляют размеры пружины.
Расчет первой пружины
Сила пружины при предварительном перемещении .
Сила пружины при рабочем перемещении .
Рабочий ход –
Наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении и разгружении
Примем подачу метчика S=3мм/об.
Обороты шпинделя n=1.5об/с.
(3,1)
Выносливость N – число циклов до разрушения
N=5·106 (3,2)
Наружный диаметр пружины D=22.
Относительный инерционный зазор пружины сжатия δ = 0.01
Сила пружины при наибольшем перемещении
(3,3)
силу Р3 уточняем по таблице 120, Р3=115,758Н, диаметр проволоки d=2мм, жесткость одного витка Z1=19.620Н, наибольший прогиб одного витка f3= 5.9, временное сопротивление, σв=2100, наибольшее напряжение при крученииЄ Мпа (3,4)
Критическая скорость пружины сжатия
(3,5)
(3,6)
Условие соблюдается
Жесткость пружины
(3,7)
Число рабочих витков
(3,8)
Число
опорных витков .
(3,9)
Средний диаметр пружины
(3,10)
Индекс пружины
(3,11)
Предварительное перемещение
(3,12)
рабочее перемещение
(3,13)
Наибольшее перемещение
(3,14)
Высота пружины при наибольшем перемещении
(3,15)
где n3=1.5 число шлифованных витков
Высота пружины при наибольшем перемещении
(3,16)
Высота пружины при предварительном перемещении
(3,17)
Высота пружины при рабочем перемещении
(3,18)
Шаг пружины
(3,19)
Длина развернутой пружины ( без учета зацепов пружины растяжения)
мм (3,20)
Масса пружины в КГ
(3,21)
Объем W занимаемый пружиной, мм
(3,22)
Расчет второй пружины
Сила
пружины при предварительном перемещении .
Сила пружины при рабочем перемещении .
Рабочий ход
Наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении и разгружении
Примем
подачу метчика S=3мм/об.
Обороты шпинделя n=1.5об/с.
(3,23)
Выносливость N – число циклов до разрушения таб. 116 N=5·106
Наружный диаметр пружины D=12
Относительный инерционный зазор пружины сжатия δ=0.01
Сила пружины при наибольшем перемещении
(3,24)
силу Р3 уточняем по таблице 120, Р3=61,120Н, диаметр проволоки d=1,2мм, жесткость одного витка Z1=16,147Н, наибольший прогиб одного витка f3= 3,645, временное сопротивление σв=2100, наибольшее напряжение при кручении
Мпа (3,25)
Критическая скорость пружины сжатия
(3,26)
Условие соблюдается
Жесткость пружины
(3,27)
Число рабочих витков
(3,28)
Число опорных витков
Полное число витков
(3,29)
Средний диаметр пружины
(3,30)
Индекс пружины
(3,40)
Предварительное перемещение
(3,41)
рабочее перемещение
(3,42)
Наибольшее перемещение
(3,43)
Высота пружины при наибольшем перемещении
(3,44)
где
n3=1.
5 число шлифованных витков
Высота пружины при наибольшем перемещении
(3,45)
Высота пружины при предварительном перемещении
(3,46)
Высота пружины при рабочем перемещении
(3,47)
Шаг пружины
(3,48)
Длина развернутой пружины ( без учета зацепов пружины растяжения)
мм (3,49)
Масса пружины в КГ
(3,50)
Объем W занимаемый пружиной, мм
(3,51)
Compression Spring Calculations – Quality Spring, Affordable Prices
Toggle Nav
Search
(951) 276-2777CONTACT US
Language
Menu
Account
Settings
Language
Определение расчета пружины сжатия:
Процесс вычисления модуля сдвига пружинной проволоки, модуля Юнга пружинной проволоки, коэффициента упругости пружинной проволоки вместе с диаметром проволоки пружины, внешним диаметром и количеством активных витков для получения расчета пружины сжатия.
.
Вот более простой и быстрый способ расчета пружин сжатия с помощью нашего бесплатного онлайн-калькулятора пружин; который предоставляет вам полный весенний анализ вашей весны. Просто введите несколько размеров вашей пружины сжатия, и вы получите всю необходимую информацию, чтобы убедиться, что ваша пружина будет правильно работать в вашем приложении.
Основные формулы расчета пружины сжатия:
Иногда у вас может быть только пара размеров пружины сжатия, но для расчета других параметров, таких как жесткость и ход, вам нужно знать немного больше. Здесь вы увидите несколько примеров различных сценариев, в которых требуется определенный размер пружины.
Для расчета диаметра проволоки:
Если у вас есть только внешний диаметр (OD) и внутренний диаметр (ID), но вам нужен диаметр проволоки (WD), вы должны вычесть свой внутренний диаметр (ID) из вашего внешнего диаметра (OD) и затем разделите результат на два, как показано в формуле ниже:
(Внешний диаметр – Внутренний диаметр) ÷ 2 = Диаметр проволоки
(Внешний диаметр – Внутренний диаметр) ÷ 2 = 909041 WD0003
Чтобы вычислить внешний диаметр по внутреннему диаметру:
Умножьте диаметр проволоки на два и прибавьте его к внутреннему диаметру; как показано в формуле ниже.
2 * Диаметр проволоки + внутренний диаметр = Внешний диаметр
2WD + ID = OD
. Расчет диаметра INNEREL DIAMETER:
DIAMETER: . вычтите результат из вашего внешнего диаметра; как показано в следующей формуле. Внешний диаметр – 2 * Диаметр проволоки = внутренний диаметр
OD – 2WD = ID
. Расчет среднего диаметра:
9. вычитая его из внешнего диаметра пружины сжатия или добавляя его к внутреннему диаметру, как показано ниже.
Внешний диаметр – Диаметр проволоки = Средний диаметр
Внешний диаметр – WD = MD
Внутренний диаметр + Диаметр проволоки = Средний диаметр
ID + WD = MD
Для расчета индекса пружины вам потребуется:
6 технологичный.
Вы должны разделить свой средний диаметр на диаметр проволоки, чтобы сделать это, как показано в следующей формуле индекса пружины.
Средний диаметр ÷ Диаметр проволоки = Индекс
MD ÷ WD = I
Advance Compression Spring Расчеты
Следующая шаг, чтобы проектировать. дать вам жесткость пружины, которая будет работать с нагрузками, которые вы планируете приложить к пружине сжатия, а также к ходу. Здесь мы покажем вам, как получить эти расчеты пружин сжатия. 93D na]
G = E / 2(1 + V)
d = D наружный – d
требуется 1 фунт силы, чтобы переместиться
1 фунт-сила на дюйм = 1 фунт силы на 1 дюйм пути
Значение переменных в приведенных выше формулах Умножьте жесткость пружины (R) на ожидаемое расстояние перемещения пружины (DT), как показано ниже. Скорость * Пройденное расстояние = Нагрузка Разделите нагрузку (L), которую вы будете прикладывать к пружине, на ее коэффициент как показано в следующей формуле: Нагрузка ÷ Скорость = Пройденное расстояние В случае, если вы не можете рассчитать коэффициент жесткости пружины по приведенной выше формуле, но знаете, какую нагрузку вы планируете приложить к пружине, чтобы она прошла определенное расстояние, вы должны разделить нагрузку на расстояние, которое пройдет ваша пружина, как показано в приведенной ниже формуле. Нагрузка ÷ Пройденное расстояние = Скорость Главная
Ресурсы
Уравнения расчета пружины Точная и эффективная конструкция пружины может быть достигнута в современном мире только с использованием компьютерных программ, способных выполнять сотни одновременных вычислений. Рассчитайте константу пружины на основе геометрии пружины и модуля сдвига. Расчет шага, угла подъема и твердой высоты. Рассчитайте максимальное усилие, которое может выдержать пружина, и напряжение сдвига с учетом поправочного коэффициента Валя.
G = Модуль сдвига материала
d = Диаметр пружинной проволоки 8 D0041 = Внешний диаметр пружины
NA = Количество активных катушек
E = Модуль Янга из материала
V = Poisson’s Ratio of Material
V = Poisson’s Ratio of Material
V = .
Нагрузка:
R * DT = L Как рассчитать расстояние, пройденное пружиной сжатия:
L ÷ R = DT Как рассчитать коэффициент сжатия пружины от нагрузки и хода:
L ÷ DT = R Уравнения расчета пружины | Формула расчета пружины сжатия | Весенние инженеры
Уравнения расчета пружины | Формула расчета пружины сжатия | Весенние инженеры | Spring Engineers
Ниже приведены лишь некоторые из самых основных формул, позволяющих получить преимущество при проектировании пружин сжатия. Позвоните нам для помощи в проектировании. Мы можем провести тщательный анализ и помочь вам разработать лучшую пружину для вашего приложения или загрузить нашу электронную книгу, чтобы начать работу. Инженерная константа пружины
Spring Engineering Geometry
Расчетная сила и напряжение пружины
Spring Engineering Переменные, используемые в расчетных формулах
Диаметр пружинной проволоки д Внешний диаметр пружины D внешний Средний диаметр пружины Д Модуль Юнга материала Е Максимальное усилие на твердое тело F макс. 