Д-р техн. наук С.Д. Пономарев.
Москва. ГАСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1960 г. 36 стр. Рис 31.
ВЫБОР ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ.
При выборе допускаемых напряжений для пружин необходимо учитывать: а) качество материала и вид термообработки (состояние поверхности витков, обезуглероживание поверхностного слоя и т.д.); б) характер нагружения пружины (статический, динамический); в) условия работы пружины (характер окружающей среды, ее коррозионную активность и температуру, истирание и повреждение поверхности витков в процессе работы и т.д.); г) степень ответственности пружины (последствия ее поломки, возможность быстрой замены поврежденной пружины и т.д.).
Пружины как упругие элементы конструкций могут быть разбиты на три следующие группы:
1. Пружины статического действия (пружины предохранительных устройств, пружины часовых механизмов и т.п.). В этом случае расчет ведут по максимальной нагрузке, воспринимаемой пружиной, исходя из установленных опытом допускаемых напряжений в зависимости от механических характеристик материала пружины и отмеченных выше обстоятельств.
2. Пружины ограниченно кратного динамического действия (пружины оружия, операционные пружины в машинах-орудиях и т.п.): а) при переменной плавно прилагаемой или импульсивной нагрузке кратностью 50000-100000 циклов (и менее) и б) при резко выраженных ударных нагрузках.
В случае «а» расчет обычно ведут по формулам для пружин статического действия, исходя из наибольшего усилия или деформации пружины, с несколько пониженным допускаемым напряжением, в зависимости от степени динамичности приложения нагрузки, ее пульсации. Желаемой долговечности пружины и т.д.
В случае «б» основное внимание должно быть обращено на выбор материала, лучше всего выдерживающего ударную нагрузку (кремнистая сталь).
Расчет ведут исходя из энергии, которая должна быть накоплена пружиной при деформации ударом. Коэффициент запаса выбирают в соответствии с условиями удара и желаемой долговечностью пружины.
Во многих случаях пружины статического и ограниченно кратного динамического действия целесообразно заневоливать, так как этот процесс повышает несущую способность пружин в пределах упругих деформаций и позволяет проектировать их более компактными и легкими.
Долговечность пружин устанавливается опытом в условиях, близких к реальных условиям работы пружины.
3. Пружины многократного и неограниченно кратного вибрационного действия (клапанные пружины и т.п.) должны рассчитываться на выносливость. Выбор материала для таких пружин должен производиться с учетом его выносливости в тех условиях (температурных, коррозионных и др.), в которых предстоит работать пружине.
Предел выносливости в сильной степени зависит от состояния поверхности пружины и от влияния условий работы на поверхностный слой ее витков (коррозия, износ и другие повреждения).
Конкретные рекомендации по выбору значений допускаемых напряжений с учетом высказанных общих соображений даны раздельно по каждому классу пружин, при их расчете на прочность.
СОДЕРЖАНИЕ.
Материал для пружин.
Выбор допускаемых напряжений.
Витые пружины.
Классификация пружин.
Цилиндрические винтовые пружины.
Цилиндрические винтовые пружины растяжения – сжатия.
Расчет цилиндрических винтовых пружин растяжения-сжатия с витками круглого сечения.
Конструкция пружин растяжения с витками круглого сечения.
Конструкция пружин сжатия с витками круглого сечения.
Конструкция пружин с прямоугольным сечением витка.
Расчет составных (концентрических) пружин сжатия.
Цилиндрические винтовые пружины кручения.
Фасонные витые пружины.
Расчет фасонных витых пружин.
Заневоливание пружин.
Расчет заневоленных цилиндрических пружин сжатия.
Расчет пружин при динамической нагрузке.
Многожильные винтовые пружины.
Конструкция и назначение пружин.
Плоские спиральные пружины.
Конструкция и назначение пружин.
Характеристика плоской спиральной пружины.
Фигурные гнутые пружины.
Тарельчатые пружины.
Конструкция и назначение.
Расчет тарельчатых пружин.
Кольцевые пружины.
Конструкция, изготовления и назначение пружин.
Расчет кольцевых пружин.