Vedrud ja muud elastsed elemendid. Elastsed elemendid. vedrud. Joonis 5. Elastsed elemendid hammasratastes

Selles artiklis keskendume lehtvedrudele ja vedrudele kui kõige tavalisematele elastsete vedrustuselementide tüüpidele. Samuti on õhkvedrud ja hüdropneumaatilised suspensioonid, kuid nende kohta hiljem eraldi. Ma ei pea torsioonvardasid materjaliks, mis ei sobi tehniliseks loovuseks.

Alustuseks üldised mõisted.

Vertikaalne jäikus.

Elastse elemendi (vedru või vedru) jäikus tähendab seda, kui palju jõudu tuleb vedrule / vedrule rakendada, et seda suruda pikkuse ühiku (m, cm, mm) kohta. Näiteks jäikus 4kg / mm tähendab, et vedru / vedru tuleb suruda 4kg jõuga, nii et selle kõrgus väheneks 1mm. Jäikust mõõdetakse sageli ka kg / cm ja N / m.

Vedru või vedru jäikuse garaažitingimustes ligikaudseks mõõtmiseks võite näiteks sellel seista ja jagada oma kaalu summaga, millega vedru / vedru raskuse alla suruti. Vedrule on mugavam panna kõrvad põrandale ja seista keskel. On oluline, et vähemalt üks aas saaks põrandal vabalt libiseda. Enne läbipainde kõrguse eemaldamist on parem hüpata vedrule, et minimeerida lehtede vahelist hõõrdumist.

Sujuv kulgemine.

Sõit on see, kui raputatud auto on. Peamine auto "raputamist" mõjutav tegur on vedrustatud auto vedrustatud masside looduslike vibratsioonide sagedus. See sagedus sõltub just nende masside suhtest ja suspensiooni vertikaalsest jäikusest. Need. Kui mass on suurem, võib jäikus olla suurem. Kui massi on vähem, peaks vertikaalne jäikus olema väiksem. Kergemate sõidukite probleem on see, et arvestades nende soodsat jäikust, sõltub sõiduki sõidukõrgus vedrustusel suuresti koorma suurusest. Ja koormus on meie vedrustatud massi muutuv komponent. Muide, mida rohkem on autos lasti, seda mugavam on (vähem loksutatakse), kuni vedrustus on täielikult kokku surutud. Inimkeha jaoks on kõige soodsam looduslik vibratsioonisagedus, mida kogeme enda jaoks loomulikult kõndides, s.t. 0,8–1,2 Hz või (umbes) 50–70 vibratsiooni minutis. Tegelikult peetakse autotööstuses lasti sõltumatuse saavutamiseks vastuvõetavaks kuni 2 Hz (120 vibratsiooni minutis). Tavapäraselt nimetatakse autosid, mille massi-jäikuse tasakaal on nihutatud suurema jäikuse ja kõrgemate vibratsioonisageduste poole, ning massi jaoks optimaalse jäikusega autosid pehmeteks.

Teie suspensiooni vibratsiooni arvu minutis saab arvutada järgmise valemi abil:

Kus:

n - vibratsioonide arv minutis (soovitav on saavutada, et see oleks 50–70)

C on elastse vedrustuselemendi jäikus kg / cm (Tähelepanu! Selles valemis kg / cm ja mitte kg / mm)

F - antud elastsele elemendile mõjuvate vedrustatud osade mass kilogrammides.

Iseloomulik suspensiooni vertikaalsele jäikusele

Vedrustuse jäikuse tunnuseks on elastse elemendi läbipaine (selle kõrguse muutus suhteliselt vaba) f sõltuvus selle F tegelikust koormusest. Näidisomadus:

Sirge sektsioon on vahemik, kui töötab ainult peamine elastne element (vedru või vedru). Tavalise vedru või vedru omadus on lineaarne. Punkt f st (mis vastab F st-le) on vedrustuse asend, kui auto seisab sõidukijuhi, kaasreisija ja kütusevarustuse korral tasasel pinnal. Vastavalt sellele on kõik kuni selle hetkeni tagasilöök. Kõik, mis on pärast, on surumisjooks. Pöörame tähelepanu asjaolule, et vedru otsesed omadused ületavad miinuses vedrustuse karakteristikute piirid. Jah, vedru takistab tagasilöögipiiriku ja amortisaatori täielikku lahtivõtmist. Muide, tagasilöögi piiraja kohta. See on see, kes tagab jäikuse mittelineaarse vähenemise vedru algosas, mis töötab vastu selga. Omakorda töötab survetugevuse peatus survetugevuse lõpus ja vedruga paralleelselt töötades suurendab vedruse jäikust ja paremat energiatarbimist (jõud, mida vedrustus suudab oma elastsete elementidega vastu võtta)

Silindrilised (spiraalsed) vedrud.

Vedru eelis vedru ees on see, et esiteks pole selles mingit hõõrdumist ja teiseks on sellel ainult puhtalt elastse elemendi funktsioon, samal ajal kui vedru toimib ka vedrustuse juhtimisseadmena (kangidena). Seetõttu on vedru koormatud ainult ühel viisil ja sellel on pikk kasutusiga. Vedru vedrustuse ainsad puudused võrreldes lehtvedruga on keerukus ja kõrge hind.

Silindriline vedru on tegelikult spiraaliks keeratud torsioonvarda. Mida pikem on varda (ja selle pikkus suureneb koos vedru läbimõõdu ja pöörete arvuga), seda pehmem on sama mähise paksusega vedru. Spiraalide vedrust eemaldades muudame vedru jäigemaks. Paigaldades 2 vedru järjestikku, saame pehmema vedru. Järjestikku ühendatud vedrude kogujäikus: C \u003d (1 / C 1 + 1 / C 2). Paralleelselt töötavate vedrude kogu jäikus on C \u003d C 1 + C 2.

Tavalise vedru läbimõõt on tavaliselt palju suurem kui vedru laius ja see piirab võimalust kasutada vedru algselt vedrustatud sõidukil vedru asemel. ei mahu ratta ja raami vahele. Vedru raami alla paigaldamine pole samuti lihtne. Selle minimaalne kõrgus on võrdne kõigi suletud spiraalide kõrgusega, pluss vedru raami alla paigaldamisel kaotame võime vedrustuse kõrguse seada, kuna Me ei saa liikuda ülemise vedru topsi üles / alla. Paigaldades vedrud raami sisse, kaotame vedrustuse nurkjäikuse (mis vastutab kere veeremi eest vedrustusel). Pajerol nad seda tegid, kuid täiendasid nurka jäikuse suurendamiseks vedrustust veeretõkkega. Stabilisaator on kahjulik kohustuslik meede, on mõistlik, et seda ei oleks üldse tagasillal ja esiplaanil proovitakse seda kas mitte või on, kuid nii, et see oleks võimalikult pehme.

Võite teha väikese läbimõõduga vedru, nii et see mahuks ratta ja raami vahele, kuid selleks, et see ei väänduks, on vaja sulgeda see amortisaatorisse, mis tagab (erinevalt vedru vabast asendist) ülemise ja alumise topsi rangelt paralleelse suhtelise asukoha. vedrud. Selle lahenduse korral muutub vedru ise palju pikemaks, lisaks on ülemise ja alumise amortisaatori pöördliigendi jaoks vaja täiendavat kogupikkust. Selle tulemusena ei laadita sõiduki raami kõige soodsamal viisil, kuna toe ülemine punkt on palju kõrgem kui raami külgmine osa.

Vedrudega amortisaatorite tugijalad on samuti kaheastmelised, järjestikku paigaldatud kahe erineva jäikusega vedruga. Nende vahel on liugur, mis on ülemise vedru alumine ja alumise vedru ülemine tass. See liigub (libiseb) vabalt üle amortisaatori kere. Tavapärase sõidu ajal töötavad mõlemad vedrud ja tagavad madala jäikuse. Vedrustuse kokkusurumisjõu tugeva purunemise korral sulgeb üks vedrudest ja töötab siis ainult teine \u200b\u200bvedru. Ühe vedru jäikus on suurem kui kahel järjestikku töötaval.

Samuti on tünnivedrud. Nende mähised on erineva läbimõõduga ja see võimaldab suurendada vedru kokkusurumise käiku. Mähiste sulgemine toimub palju madalamal vedru kõrgusel. See võib olla piisav vedru raami alla mahutamiseks.

Silindrikujulised vedrud on saadaval muutuva sammuga. Kokkusurumise edenedes lühemad pöörded sulguvad varem ja lakkavad töötamast ning mida vähem pöördeid, seda rohkem jäikust. Seega saavutatakse jäikuse suurenemine, kui vedrustuse kokkusurumise käigud on maksimaalse lähedal ja jäikuse kasv on sujuv, kuna mähis sulgub järk-järgult.

Spetsiaalsete vedrutüüpide juurde ei pääse ja vedru on sisuliselt kulumaterjal. Mittestandardse, raskesti saadava ja kuluka tarbekaupade omamine pole eriti mugav.

n - pöörete arv

С - vedru jäikus

H 0 - vaba kõrgus

H st - kõrgus staatilise koormuse all

H pigistama - kõrgus täieliku kokkusurumise korral

f c t - staatiline läbipaine

f comp - survetakt

Lehtvedrud

Vedrude peamine eelis on see, et nad täidavad samaaegselt nii elastse elemendi kui ka juhtseadme funktsiooni ja seega ka konstruktsiooni madalat hinda. Selles on aga ka puudus - mitut tüüpi laadimine korraga: tõukejõud, vertikaalne reaktsioon ja silla reaktiivmoment. Vedrud on vähem usaldusväärsed ja vähem vastupidavad kui spiraalvedrud. Vedrude kui juhtimisseadmete teemat käsitletakse eraldi peatükis "vedrustuse juhikud".

Vedrude peamine probleem on see, et neid on väga raske piisavalt pehmeks muuta. Mida pehmemad nad on, seda kauem on neid vaja teha ja samal ajal hakkavad nad üle ulatuvate osade välja roomama ja altid S-kujulisele painutusele. S-kujuline kurv on siis, kui silla reaktiivmomendi mõjul (vastupidiselt sillal olevale pöördemomendile) keritakse vedrud ümber silla enda.

Vedrudel on lehtede vahel ka hõõrdumine, mida ei saa ette ennustada. Selle väärtus sõltub lehtede pinna olekust. Pealegi edastatakse kõik tee mikroprofiili ebakorrapärasused, mille häirete suurus ei ületa lehtede vahelise hõõrdumise väärtust, inimkehale, nagu poleks üldse vedrustust.

Vedrud on mitme lehega ja väikese lehega. Väikeselehelised on paremad, sest kuna neis on vähem lehti, siis on nende vahel vähem hõõrdumist. Puuduseks on tootmise keerukus ja vastavalt hind. Väikelehise vedru leht on erineva paksusega ja see on seotud täiendavate tehnoloogiliste raskustega tootmises.

Vedru võib olla ka 1-leheline. Selles pole üldse mingit hõõrdumist. Need vedrud on aga altimad S-painutusele ja neid kasutatakse tavaliselt suspensioonides, milles reaktiivmoment neile ei mõju. Näiteks vedavate telgede vedrustustes või juhul, kui veotelje reduktor on ühendatud šassiiga, mitte teljetalaga, näiteks - 300-seeria Volvo tagaveoliste autode tagumine vedrustus "De-Dion".

Lehtede väsimuse vastu võitleb trapetsikujuliste lehtede valmistamine. Alumine pind on pealmisest kitsam. Seega töötab enamus lehe paksusest kokkusurumisel ja mitte pinges, leht püsib kauem.

Hõõrdumise vastu võitletakse lehtede otstesse lehtede vahele plastist sissekandega. Sel juhul ei puuduta lehed esiteks üksteist kogu pikkuses ja teiseks libisevad nad ainult metallist plastist paaris, kus hõõrdetegur on madalam.

Teine võimalus hõõrdumise vastu võitlemiseks on vedrude määrimine kaitsemuhvidega. Seda meetodit kasutati 2. seeria GAZ-21-l.

PÄRAST S-kurviga on raskusi, muutes vedru sümmeetriliseks. Vedru esiots on tagumisest otsast lühem ja rohkem paindumisvastaseid tugipunkte. Vahepeal kogu vedru jäikus ei muutu. Samuti on S-kujulise painde võimaluse välistamiseks paigaldatud spetsiaalne reaktiivjõud.

Erinevalt vedrust pole vedrul minimaalset kõrgusemõõtu, mis lihtsustab amatöörvedrustuse ehitaja ülesannet oluliselt. Kuid seda tuleb kuritarvitada äärmise ettevaatusega. Kui vedru arvutatakse maksimaalse pinge järgi täieliku kokkusurumise jaoks kuni selle rullide sulgemiseni, siis vedru on täielik kokkusurumine, mis on võimalik selle auto vedrustuses, mille jaoks see oli mõeldud.

Ka lehtede arvuga ei saa manipuleerida. Fakt on see, et vedru kujundatakse tervikuna, tuginedes paindumisele võrdse vastupidavuse tingimusele. Mis tahes rikkumine toob kaasa pinge ebaühtluse tekkimise kogu lehe pikkuses (isegi kui lehed on lisatud ja eemaldamata), mis viib paratamatult vedru enneaegse kulumise ja rikkumiseni.

Kõik parim, mida inimkond on mitmeleheliste vedrude teemal välja mõelnud, on Volga allikatest: neil on trapetsikujuline lõik, need on pikad ja laiad, asümmeetrilised ja plastist sisetükkidega. Need on ka 2 korda pehmemad kui UAZ (keskmiselt). Sedaani 5-leheliste vedrude jäikus on 2,5 kg / mm ja mahtuniversaali 6-leheliste vedrude 2,9 kg / mm. Pehmemate UAZ-vedrude (tagumine Hunter-Patriot) jäikus on 4kg / mm. Soodsa jõudluse tagamiseks vajab UAZ 2-3 kg / mm.

Vedruomadusi saab järk-järgult muuta vedru või tugiposti abil. Enamasti ei tööta täiendav element ega mõjuta vedrustuse toimivust. See kuulub töösse suure surumisjoonega või takistusele minnes või masina laadimisel. Siis on kogu jäikus mõlema elastse elemendi jäikuste summa. Reeglina, kui see on kinnitus, siis on see fikseeritud põhivedru keskel ja kokkusurumisprotsessi ajal toetuvad otsad vastu auto raamil asuvaid spetsiaalseid peatusi. Kui see on vedrustatud, siis kokkusurumisel jäävad selle otsad vastu põhivedru otsi. On vastuvõetamatu, et vedrud toetuvad vastu põhivedru tööosa. Sellisel juhul rikutakse peavedru painutamise võrdse vastupidavuse tingimust ja tekib koormuse ebaühtlane jaotumine lehe pikkuses. Siiski on disainilahendusi (tavaliselt kergetel maasturitel), kui vedru alumine leht on painutatud tagumine külg ja surumisjooksu käigus (kui põhivedru võtab kuju lähedase kuju) kannab seda vastu ja haakub seega sujuvalt progresseeruva karakteristikaga. Reeglina on sellised vedrud ette nähtud spetsiaalselt vedrustuse maksimaalseks purunemiseks, mitte jäikuse reguleerimiseks masina koormusastmest.

Kummist elastsed elemendid.

Reeglina kasutatakse kummist elastseid elemente täiendavatena. Siiski on disainilahendusi, milles kumm on peamine elastne element, näiteks vanamoodne Rover Mini.

Meid huvitavad need aga ainult täiendavatena, tavaliste inimeste seas, kes on tuntud kui "hakkijad". Sageli on autojuhtide foorumites sõnad "vedrustus murrab läbi kaitserauad" koos teema edasise arenguga vajadusest suurendada vedrustuse jäikust. Tegelikult paigaldatakse selleks otstarbeks need kummipaelad sinna, et seda saaks enne neid läbi torgata, ja kui need kokku surutakse, suureneb jäikus, tagades seega vedrustuse vajaliku energiatarbimise, suurendamata elastse peamise elemendi jäikust, mis valitakse vajaliku sileduse tagamise tingimusest.

Vanematel mudelitel olid kaitserauad kindlad ja üldiselt koonusekujulised. Koonuse kuju võimaldab sujuvat progresseeruvat reageerimist. Õhukesed osad kahanevad kiiremini ja mida paksem on ülejäänud osa, seda raskem on elastsus

Praegu on kõige enam levinud astmelauad, millel on vaheldumisi õhukesed ja paksud osad. Vastavalt surutakse käigu alguses kõik osad korraga kokku, seejärel sulguvad õhukesed osad üksteise külge ja jätkavad kokkusurumist, ainult paksemad osad, mille jäikus on suurem. Reeglina on need kaitserauad seest tühjad (näiliselt tavapärasest laiemad) ja võimaldavad teil saada suurema käigu kui tavalised kaitserauad. Sellised elemendid on paigaldatud näiteks uute mudelite (Hunter, Patriot) ja Gazelle autodele UAZ.

Nii kokkusurumiseks kui tagasilöögiks on paigaldatud kaitserauad või sõidupeatused või täiendavad elastsed elemendid. Amortisaatoritesse paigaldatakse sageli tagasilöögiseadmed.

Nüüd kõige levinumate väärarusaamade kohta.

"Vedru vajus ja muutus pehmemaks": Ei, vedru määr ei muutu. Ainult selle kõrgus muutub. Pöörded muutuvad lähedasem sõber sõbrale ja auto läheb alla.

"Vedrud on sirgendatud, nii et need vajusid": Ei, kui vedrud on sirged, ei tähenda see veel, et need allapoole vajuksid. Näiteks šassii UAZ 3160 tehase montaažijoonisel on vedrud täiesti sirged. Hunteris on neil 8 mm paind, mis on palja silmaga vaevu märgatav, mida muidugi tajutakse ka "sirgete vedrudena". Selleks, et teha kindlaks, kas vedrud on vajunud või mitte, võite mõõta mõnda iseloomulikku suurust. Näiteks silla kohal oleva raami alumise pinna ja raami all oleva silla suka pinna vahel. Peaks olema umbes 140mm. Ja edasi. Need kevaded pole loodud otsese juhuse läbi. Kui telg asub vedru all, on see ainus viis, kuidas nad võimaldavad soodsat ujuvustunnust: kreeni pöörates ärge juhtige telge ülejuhitavuse suunas. Alamjuhitavuse kohta saate lugeda jaotisest "Sõiduki käsitsemine". Kui mingil viisil (lehtede lisamise, resorite sepistamise, vedrude lisamise jms abil) saavutada nende kõverdumine, siis on auto altid suurel kiirusel haigutama ja muid ebameeldivaid omadusi.

"Katkestan vedrust paar pööret, see vajub ja muutub pehmemaks": Jah, vedru tõepoolest lüheneb ja on võimalik, et masinale paigaldatuna vajub masin madalamalt kui täisvedruga. Kuid sel juhul ei muutu vedru pehmemaks, vaid vastupidi, kõvemaks proportsionaalselt saetud varda pikkusega.

“Lisan vedrudele vedrud (kombineeritud vedrustus), vedrud lõdvestuvad ja vedrustus muutub pehmemaks. Tavapärase sõidu ajal ei tööta vedrud, töötavad ainult vedrud ja vedrud töötavad ainult maksimaalsete rikete korral ": Ei, jäikus sel juhul suureneb ja on võrdne vedru ja vedru jäikuse summaga, mis mõjutab negatiivselt lisaks mugavuse tasemele ka maastiku võimekust (vedrustuse jäikuse mõju hiljem mugavusele). Selle meetodi abil muutuva vedrustuse karakteristiku saavutamiseks on vaja vedru painutada vedru vabasse olekusse ja painutada see olek läbi (siis muudab vedru jõu suunda ja vedru ja vedru hakkavad vedru juures töötama). Ja näiteks UAZ väikelehtvedru puhul, mille jäikus on 4kg / mm ja vedrustatud mass 400kg ratta kohta, tähendab see vedrustuse tõstmist üle 10cm !!! Isegi kui see kohutav tõstmine toimub vedruga, muudab lisaks auto stabiilsuse kadumisele kaarja vedru kinemaatika auto täiesti kontrollimatuks (vt punkt 2)

"Ja mina (näiteks lisaks punktile 4) vähendan kevadel lehtede arvu": Lehtede arvu vähendamine kevadel tähendab selgelt vedru jäikuse vähenemist. Kuid esiteks ei tähenda see tingimata muutust selle kurvis vabas olekus, teiseks muutub see altimaks S-kujulise painde tekkeks (silla ümber oleva silla reaktiivmomendi mõjul mähitav vesi) ja kolmandaks on vedru kujundatud kui "võrdse vastupanu tala". painutamine "(kes õppis" SoproMat ", ta teab, mis see on). Näiteks Volga sedaani 5-lehelistel ja Volga-universaalil jäigematel 6-lehtedel vedrudel on ainult sama juureleht. Tundub, et tootmises on odavam kõiki osi ühtlustada ja teha ainult üks lisaleht. Kuid see pole võimalik, sest kui rikutakse võrdse paindekindluse tingimust, muutub vedrulehtede koormus ebaühtlaseks ja leht ebaõnnestub koormatumal alal kiiresti. (Kasutusaeg on lühenenud). Ma ei soovita muuta lehtede arvu pakendis ja veelgi enam - vedrude kogumiseks eri marki autode lehtedest.

"Pean suurendama jäikust, et vedrustus kaitseraudadeni ei murra" või "maasturil peab olema jäik vedrustus". Noh, esiteks nimetatakse neid "hakkijateks" ainult tavalistes inimestes. Tegelikult on need täiendavad elastsed elemendid, st. nad seisavad seal spetsiaalselt selleks, et neid saaks läbi torgata ja et surumisjooksu lõpus suureneks vedrustuse jäikus ja vajalik energiatarbimine oleks tagatud peamise elastse elemendi (vedrud / vedrud) väiksema jäikusega. Peamiste elastsete elementide jäikuse suurenemisega halveneb ka läbilaskvus. Tundub, mis on seos? Rattal tekkiv haardumispiir (lisaks hõõrdetegurile) sõltub jõust, millega ratas surutakse vastu pinda, millel see liigub. Kui auto sõidab tasasel pinnal, sõltub see vajutusjõud ainult auto massist. Kui aga pind ei ole tasane, hakkab see jõud sõltuma vedrustusele iseloomulikust jäikusest. Kujutage näiteks ette, et samal võrdsel pinnal liigub 2 sama vedrustatud massi, 400 kg ratta kohta, kuid vedrustusvedrude 4 ja 2 kg / mm erineva jäikusega autot. Vastavalt 20 cm kõrguse kareduse läbimisel töötas üks ratas kokkusurumiseks 10 cm, teine \u200b\u200btagasilöögiks sama 10 cm võrra. Kui vedru jäikusega 4kg / mm laiendatakse 100 mm võrra, vähenes vedrujõud 4 * 100 \u003d 400kg. Ja meil on ainult 400kg. See tähendab, et sellel rattal ei ole veojõudu, kuid kui meil on teljel avatud diferentsiaal või piiratud hõõrdumisega diferentsiaal (DOT) (näiteks spiraalne "Quife"). Kui jäikus on 2 kg / mm, siis vedrujõud on vähenenud ainult 2 * 100 \u003d 200 kg võrra, mis tähendab, et 400-200-200 kg veel surub ja saame anda vähemalt poole telje tõukejõust. Veelgi enam, kui on punker ja enamikul neist on blokeerimiskoefitsient 3, siis kui ühel kõige halvema veojõuga rattal on mingisugune veojõud, edastatakse teisele rattale 3 korda suurem pöördemoment. Ja näide: Pehmeima UAZ-vedrustuse väikelehtvedrudel (Hunter, Patriot) on jäikus 4kg / mm (nii vedru kui ka vedru), samal ajal kui vanal Range Roveril on umbes sama mass kui Patriotil, esisillal 2,3 kg / mm ja tagaküljel 2,7kg / mm.

"Pehme sõltumatu vedrustusega sõiduautodel peaksid olema pehmemad vedrud.": Pole üldse vajalik. Näiteks MacPhersoni tüüpi vedrustuses töötavad vedrud tõesti otse, kuid kahekordse õõtshoovaga suspensioonides (eesmine VAZ-classic, Niva, Volga) läbi ülekandearvu, mis võrdub kangi telje ja vedru ning kangi telje ja kuulliigendi vahelise kauguse suhtega. Selle paigutuse korral ei ole vedrustuse jäikus võrdne vedru jäikusega. Kevadine määr on palju suurem.

"Parem on kasutada jäigemaid vedrusid, et auto oleks vähem rallim ja seetõttu stabiilsem": Kindlasti mitte sellisel viisil. Jah, tõepoolest, mida suurem on vertikaalne jäikus, seda suurem on nurkjäikus (mis vastutab keha veeremise eest nurkades tsentrifugaaljõudude mõjul). Kuid kere veeremisest tingitud masside ülekandmine mõjutab auto stabiilsust palju vähem kui näiteks raskuskeskme kõrgus, mille Jeepers viskab kere tõstmiseks sageli väga raiskavalt, et mitte kaari maha lõigata. Auto peab veerema, veerema pole paha. See on oluline informatiivse sõidu jaoks. Enamik autosid on konstrueeritud 5-kraadise standardse veereväärtusega perifeersel kiirendusel 0,4 g (sõltuvalt pöörderaadiuse ja liikumiskiiruse suhtest). Mõned autotootjad kasutavad väiksemat veerenurka, et luua juhile stabiilsuse illusioon.

KEVAD JA ELASTILISED ELEMENDID n n n 1. üldised omadused vedrud Vedrud on konstruktsioonides laialdaselt kasutatavad vibratsiooni isoleerivate, lööke neelavate, edasi-tagasi liikuvate, pingutavate, dünamomeetriliste ja muude seadmetena. Vedru tüübid. Tajutava välise koormuse tüübi järgi eristatakse pinge-, kokkusurumis-, väände- ja painutusvedrusid.

Vedrud ja elastsed elemendid nn vedrud (silindrilised - pingutused, joonis 1 a, kokkusurumine, joonis 1 b; torsioon, joonis 1 c, vormitud kompressioon, joonis 1 d-e), spetsiaalsed vedrud (ketas ja rõngas, Joonised 2 a ja b, - kokkusurumine; tõsine ja vedrud, joonis 2 c, - painutamine; spiraal, joonis 2 d - torsioon jne.) Kõige tavalisemad on ümmargusest traadist spiraalvedrud.

KEVAD JA ELASTILISED ELEMENDID n Pingutusvedrud (vt joonis 1 a) keritakse reeglina ilma pöörete vaheliste tühikuteta ja enamasti - pöörete vahelise esialgse pingega (rõhuga), mis kompenseerib osaliselt välist koormust. Pinge on tavaliselt (0,25 - 0,3) Fпр (Fnp on ülim tõmbetugevus, mille korral vedru materjali elastsed omadused on täielikult ammendunud).

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n n Välise koormuse edastamiseks on sellised vedrud varustatud konksudega. Näiteks väikese läbimõõduga (3-4 mm) vedrude jaoks tehakse konksud viimaste painutatud pöörete kujul (joonis 3 a-c). Kuid sellised konksud vähendavad väsimusvedrude vastupidavust paindepunktide suure kontsentratsiooni tõttu. Kriitiliste vedrude puhul, mille läbimõõt on üle 4 mm, kasutatakse sageli sisseehitatud konksusid (joonis 3 d-e), kuigi need on tehnoloogiliselt vähem arenenud.

Vedrud ja elastsed elemendid n n n Survevedrud (vt joonis 1 b) keritakse pöörete vahelise vahega, mis peaks olema 10–20% suurem kui iga pöörde aksiaalne elastne nihe suurima välise koormuse korral. Vedrude tugitasandid saadakse viimaste pöörete surumisel külgnevatele ja lihvitakse teljega risti. Pikad vedrud võivad koormuse korral muutuda ebastabiilseks (punnid). Murdumise vältimiseks asetatakse sellised vedrud tavaliselt spetsiaalsetele tornidele (joonis 4 a) või klaasidesse (joonis 4 b).

Vedrud ja elastsed elemendid n n n Vedrude koaksiaalsus koos vastavate osadega saavutatakse tugipöörete paigaldamisega spetsiaalsetesse plaatidesse, korpuse aukudesse, soontesse (vt joonis 4 c). Torsioonvedrud (vt joonis 1 c) on tavaliselt keritud väikese tõusunurga ja väikeste vahedega pöörete vahel (0,5 mm). Nad tajuvad välist koormust konksude abil, mis moodustuvad otsakäänete painutamisel.

KEVAD JA ELASTILISED ELEMENDID n n Spiraalvedrude peamised parameetrid. Vedrudele on iseloomulikud järgmised põhiparameetrid (vt joonis 1 b): traadi läbimõõt d või sektsiooni mõõtmed; keskmine läbimõõt Do, indeks c \u003d Do / d; töökäikude arv n; tööosa pikkus Ho; samm t \u003d Ho / n pööret, nurk \u003d tõstepöörete arkt. Kolm viimast parameetrit võetakse arvesse laadimata ja koormatud olekutes.

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n n Vedruindeks iseloomustab mähise kumerust. Indeksiga c 3 ei ole soovitatav kasutada vedrusid, kuna pööretes on suur pingete kontsentratsioon. Tavaliselt valitakse vedruindeks sõltuvalt traadi läbimõõdust järgmiselt: d jaoks 2,5 mm, d \u003d 3-5; Vastavalt 6-12 mm, c \u003d 5-12; 4-10; 4-9.

KEVAD JA ELASTILISED ELEMENDID n n Materjalid. Keermestatud vedrud valmistatakse kerimisel külmalt või kuumalt, millele järgnevad otste viimistlemine, kuumtöötlus ja kontroll. Vedrude peamised materjalid on - 1, II ja III klassi ülitugev spetsiaalne vedrutraat läbimõõduga 0, 2-5 mm, samuti teras: kõrge süsinikusisaldusega 65, 70; mangaan 65 G; ränisisaldusega 60 C 2 A, kroom-vanaadium 50 HFA jne.

Vedrud ja elastsed elemendid n n Keemiliselt aktiivses keskkonnas töötamiseks mõeldud vedrud on valmistatud värvilistest sulamitest. Spiraalide pindade kaitsmiseks oksüdatsiooni eest lakitakse või õlitakse vastutustundlikud vedrud ja eriti kriitilised vedrud oksüdeeritakse ning need on ka kaetud tsingi- või kaadmiumkattega

Vedrud ja elastsed elemendid n n 2. Keermestatud silindriliste vedrude arvutamine ja disain Pinged sektsioonides ja poolide nihked. Aksiaaljõu F (joonis 5 a) mõjul tekib vedru mähise ristlõikes vedru teljega paralleelselt tulenev sisemine jõud F ja hetk T \u003d FD 0/2, mille tasapind langeb kokku jõu jõu paari F tasapinnaga. Mähise normaalne ristlõige on kaldu hetke tasapind nurga järgi.

KEVADED JA ELASTISED ELEMENDID n n Jõutegurid koormatud vedru sektsioonis, mis ulatub välja x, y ja z teljele (joonis 5, b), mis on seotud mähise normaalse sektsiooni, jõu F ja momendiga T, saame Fx \u003d F cos; Fn \u003d F sin (1) T \u003d Mz \u003d 0,5 F D0 cos; Mx \u003d 0,5 F D0 sin;

KEVAD JA ELASTILISED ELEMENDID n n n Pöörete tõusunurk on väike (tavaliselt 12). Seetõttu võime eeldada, et vedru ristlõige töötab väändes, jättes ülejäänud jõutegurid tähelepanuta. Silmuse sektsioonis on maksimaalne tangentsiaalne pinge (2), kus Wk on silmuse sektsiooni torsioonile vastupidavuse hetk

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n Võttes arvesse mähiste kumerust ja suhet (2), kirjutame võrdsuse (1), (3) n kujul, kus F on väline koormus (tõmbetugevus või survetugevus); D 0 on vedru keskmine läbimõõt; k - koefitsient, mis võtab arvesse pöörete kõverust ja sektsiooni kuju (sirge varda keerdumise valemi muutmine); k on lubatud karistav torsioonpinge.

KEVADED JA ELASTISED ELEMENDID n Ümmarguste traatvedrude koefitsiendi k väärtuse indeksil c 4 saab arvutada valemiga

KEVADED JA ELASTISED ELEMENDID n n Kui arvestada, et ümmarguse ristlõikega traadi puhul Wk \u003d d 3/16, siis (4) Vedru korral, mille tõstenurk on 12, telgnihe n F, (5)

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n n, kus n on vedru aksiaalse vastavuse koefitsient. Kevadine vastavus on kõige lihtsam kindlaks teha energia kaalutlustel. Vedru potentsiaalne energia: kus T on vedru pöördemoment jõust F, G Jk on pooli sektsiooni väändejäikus (Jk 0, 1 d 4); l D 0 n - pöörete tööosa täispikkuses;

KEVADED JA ELASTILISED ELEMENDID n ja vedru aksiaalse sobivuse koefitsient (7) n kus on ühe pöörde aksiaalne vastavus (settimine millimeetrites jõu mõjul F \u003d 1 N),

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n määratud valemiga (8) n, kus G \u003d E / 0, 384 E on nihkemoodul (E on vedru materjali elastsusmoodul).

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n Valemist (7) järeldub, et vedru vastavuskoefitsient suureneb koos pöörete arvu (vedru pikkus), selle indeksi (välisläbimõõt) suurenemisega ja materjali nihkemooduli vähenemisega.

KEVAD JA ELASTILISED ELEMENDID n n Vedrude arvutamine ja kujundamine. Traadi läbimõõdu arvutamine põhineb tugevustingimustel (4). Indeksi etteantud väärtuse c (9) korral n on F 2 suurim väline koormus.

KEVADED JA ELASTISED ELEMENDID n 60 C 2, 60 C 2 H 2 A ja 50 HFA terasest vedrude lubatud pinged [k] on: 750 MPa - staatiliste või aeglaselt muutuvate vahelduvate koormuste mõjul, samuti vastutustundetu otstarbega vedrude korral; 400 MPa - kriitiliste dünaamiliselt koormatud vedrude jaoks. Dünaamiliselt koormatud vastutustundlike pronksist valmistatud vedrude [k] jaoks määrake (0, 2-0, 3) sisse; ebaoluliste pronksvedrude puhul - (0, 4- 0, 6) c.

Vedrud ja elastsed elemendid n n Vajalik arv töövõtteid määratakse suhte (5) järgi vedru antud elastse nihke (käigu) korral. Kui survekevad on paigaldatud eelkoormusega (koormus) F 1, siis (10) Sõltuvalt vedru otstarbest on jõud F 1 \u003d (0, 1- 0, 5) F 2. F 1 väärtuse muutmisega saate reguleerida vedru tööjõudu. Pöörete arv ümardatakse poole pöördeni n 20 juures ja ühe pöördeni n\u003e 20 juures.

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n Pöörete koguarv n n H 0 \u003d H 3 + n (t - d), (12) kus H 3 \u003d (n 1 - 0, 5) d on vedru pikkus, kokku surutud, kuni külgnevad töömähised puutuvad kokku; t on vedru samm. n n n 1 \u003d n + (l, 5 -2, 0). (11) Vedru tugipindade loomiseks surutakse kokku veel 1, 5-2 pööret. Joonisel fig. 6 on näidatud suhe vedru koormuse ja settimise vahel. Koormamata vedru täispikkuses n

Vedrud ja elastsed elemendid n n Pöörete koguarvu vähendatakse 0,5 võrra tänu vedru mõlema otsa lihvimisele 0,25 d võrra, moodustades lameda toeotsa. Vedru maksimaalne settimine, see tähendab vedruotsa liikumine poolide täieliku kokkupuuteni (vt joonis 6), määratakse valemiga

Vedrud ja elastsed elemendid n n n Vedru samm määratakse sõltuvalt väärtusest 3 järgmise ligikaudse suhte järgi: Vedru valmistamiseks vajalik traadi pikkus, kus \u003d 6 - 9 ° on koormamata vedru mähiste tõusunurk.

Vedrud ja elastsed elemendid nn Vedru kummardumise vältimiseks peaks selle painduvus H 0 / D 0 olema väiksem kui 2,5. Kui konstruktsioonilistel kaalutlustel seda piirangut ei täideta, tuleks ülaltoodud vedrud asetada tornidele või kinnitada varrukatesse ...

Vedrud ja elastsed elemendid nnn Vedru paigaldamise pikkus, see tähendab vedru pikkus pärast selle pingutamist jõuga F 1 (vt joonis 6), määratakse valemiga H 1 \u003d H 0 - 1 \u003d H 0 - n F 1 suurima välise mõju korral vedru koormuspikkus H 2 \u003d H 0 - 1 \u003d H 0 - n F 2 ja vedru minimaalne pikkus on jõul F 3, mis vastab pikkusele H 3 \u003d H 0 - 3

KEVADED JA ELASTISED ELEMENDID n Sirge F \u003d f () kaldenurk abstsissteljele (vt joonis 6) määratakse valemi järgi

KEVADED JA ELASTISED ELEMENDID n Suurte koormuste ja tihedate mõõtmete korral kasutatakse komposiit-vedrusid (vt joonis 4, c) - mitmest (tavaliselt kahest) kontsentriliselt asetsevast vedrust, mis tajuvad samaaegselt välist koormust. Otsatugede tugeva väände ja moonutuste vältimiseks keritakse koaksiaalvedrud vastassuunas (vasakule ja paremale). Tugid on valmistatud nii, et oleks tagatud vedrude vastastikune tsentreerimine.

Vedrud ja elastsed elemendid n n Koormuse ühtlaseks jaotamiseks nende vahel on soovitav, et liitvedrudel oleksid ühesugused asulad (aksiaalsed nihked) ja kuni rullide kokkupuutumiseni kokku surutud vedrude pikkused oleksid ligikaudu ühesugused. Koormamata olekus on pingutusvedrude pikkus H 0 \u003d n d + 2 hz; kus hz \u003d (0, 5 - 1, 0) D 0 on ühe konksu kõrgus. Maksimaalse välise koormuse korral on pingutusvedru pikkus Н 2 \u003d Н 0 + n (F 2 - F 1 *), kus F 1 * on pöörete esialgse kokkusurumise jõud mähise ajal.

Vedrud ja elastsed elemendid n n Traadi pikkus vedru valmistamiseks määratakse valemiga, kus lz on ühe haagise traadi pikkus.

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n Levinud on vedrud, milles traadi asemel kasutatakse kaablit, mis on keerdunud kahest kuni kuuest väikese läbimõõduga traadist (d \u003d 0,8 - 2,0 mm), - mitme südamikuga vedrud. Disaini järgi on sellised vedrud samaväärsed kontsentriliste vedrudega. Suure summutusvõime (kiudude vahelise hõõrdumise tõttu) ja nõtkuse tõttu töötavad keerdvedrud amortisaatorites ja sarnastes seadmetes hästi. Muutuva koormuse mõjul ebaõnnestuvad mitme südamikuga vedrud südamiku kulumisest üsna kiiresti.

Vedrud ja elastsed elemendid n Vibratsiooni- ja löögikoormuse all töötavates konstruktsioonides kasutatakse mõnikord vormitud vedrusid (vt joonis 1, d-f), millel on mittelineaarne suhe välise jõu ja vedru elastse nihke vahel.

KEVAD JA ELASTILISED ELEMENDID n n Ohutustegurid. Staatiliste koormuste mõjul võivad vedrud mähiste plastiliste deformatsioonide tõttu ebaõnnestuda. Plastiliste deformatsioonide korral on ohutusvaru, kus max on valemi (3) järgi arvutatud vedrumähise suurim tangentsiaalne pinge, kui F \u003d F 1.

KEVAD JA ELASTILISED ELEMENDID n Vedrud, mis töötavad pikka aega vahelduva koormuse all, peavad olema projekteeritud väsimuskindluse jaoks. Vedrudele on iseloomulik asümmeetriline koormus, mille korral jõud muutuvad F1-st F2-ni (vt joonis 6). Sel juhul pinge pöörete sektsioonides

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n tsükli amplituud ja keskmine pinge n Nihkepingete suhtes on ohutustegur n, kus K d on skaalaefekti koefitsient (traadist valmistatud vedrude puhul on 8 mm võrdne 1); \u003d 0, 1 - 0, 2 - tsükli asümmeetriategur.

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n n Vastupidavuse piir - 1 traat vahelduva torsiooniga sümmeetrilises tsüklis: 300-350 MPa - terasele 65, 70, 55 GS, 65 G; 400 - 450 MPa - 55 C 2, 60 C 2 A teraste jaoks; 500-550 MPa - terasele 60 C 2 HFA jne. Ohutusteguri määramisel võetakse arvesse efektiivset pingekontsentratsiooni koefitsienti K \u003d 1. Pingekontsentratsiooni arvestab pingete valemites koefitsient k.

KEVAD JA ELASTILISED ELEMENDID n Vedrude (näiteks klapivedrude) resonantsvõnkumiste korral võib tsükli muutuvkomponent suureneda, samal ajal kui m jääb muutumatuks. Sellisel juhul on vahelduvate pingete ohutusvaru

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n Väsimiskindluse suurendamiseks (20–50%) karastatakse vedrud lööklaine abil, mis tekitab pöörete pinnakihtides surveturu jääkpingeid. Vedrude töötlemiseks kasutatakse 0,5-1,0 mm läbimõõduga kuulikesi. Väikese läbimõõduga pallidega vedrude töötlemine suurel lennukiirusel on tõhusam.

KEVAD JA ELASTILISED ELEMENDID n n Löökkoormuse disain. Paljudes konstruktsioonides (amortisaatorid jne) töötavad vedrud teadaoleva löögienergiaga peaaegu koheselt (suurel kiirusel) rakendatud löögikoormuse all. Vedru üksikud mähised on seega märkimisväärsel kiirusel ja võivad ohtlikult kokku põrgata. Löökkoormuse tegelike süsteemide arvutamine on seotud oluliste raskustega (võttes arvesse kontakti, elastseid ja plastilisi deformatsioone, laineprotsesse jne); seetõttu piirdume insenerirakenduste puhul energia arvutamise meetodiga.

Vedrud ja elastsed elemendid n n n Löögikoormuse arvutamise põhiülesanne on määrata kindlaks dünaamiline settimine (aksiaalne nihe) ja staatiline koormus, mis on samaväärne löögiga teadaolevate mõõtudega vedrule. Võtke arvesse varda massiga m mõju vedru amortisaatorile (joonis 7). Kui me jätame kolvi deformatsiooni tähelepanuta ja eeldame, et pärast lööki katavad elastsed deformatsioonid hetkega kogu vedru, võime energiabilansi võrrandi kirjutada kujul, kus Fd on varda raskusjõud; K - süsteemi kineetiline energia pärast kokkupõrget,

KEVEDRID JA ELASTISED ELEMENDID n valemiga (13) määratud n kus v 0 - kolvi kiirus; - vedru massi kokkupõrkekohale viimise koefitsient

KEVAD JA ELASTISED ELEMENDID n n n Kui eeldame, et vedru mähiste liikumiskiirus muutub selle pikkuses lineaarselt, siis \u003d 1/3. Võrrandi (13) vasakul küljel olev teine \u200b\u200btermin väljendab kolvi tööd pärast kokkupõrget dünaamilise vedruasendiga d. Võrrandi (13) paremal küljel on vedru potentsiaalne deformatsioonienergia (paindlikkusega m), mille saab tagasi anda deformeerunud vedru järk-järgult maha laadides.

Vedrud ja elastsed elemendid hetkelise koormuse rakendamisel v 0 \u003d 0; d \u003d 2 spl. Staatilise koormuse ekvivalent mõjule võib. arvutatakse seosest n n

KEVADED JA ELASTISED ELEMENDID n n Elastkummist kummist elemente kasutatakse elastsete haakeseadiste, vibratsiooni ja müra isoleerivate tugede ning muude seadmete kujundamisel suurte nihete saamiseks. Sellised elemendid kannavad koormust tavaliselt läbi metallosade (plaadid, torud jne).

Vedrud ja elastsed elemendid n Kummist elastsete elementide eelised: elektriisolatsiooni võime; kõrge amortisatsioonivõime (energia hajumine kummis ulatub 30-80% -ni); võime salvestada massiühiku kohta rohkem energiat kui vedruteras (kuni 10 korda). Tabel 1 näitab kummist elastsete elementide pingete ja nihete ligikaudse määramise kavandeid ja valemeid.

KEVEDRID JA ELASTISED ELEMENDID n n Elementide materjal - tõmbetugevusega tehniline kumm (8 MPa; nihkemoodul G \u003d 500–900 MPa. V viimased aastad pneumoelastsed elastsed elemendid levivad.

Elastsed elemendid. KEVAD

Autode rattapaarid on pöördvankri raami ja autokerega ühendatud elastsete elementide ja vibratsiooni summutite süsteemi kaudu, mida nimetatakse vedrustuseks. Vedru vedrustus elastsete elementide abil tagab rataste kerele ülekantavate löökide ja löökide pehmendamise, samuti amortisaatorite töö tõttu auto liikumisest tuleneva vibratsiooni summutamise. Lisaks (mõnel juhul) viivad vedrud ja vedrud roolijuhtimisjõud rataste vankriraamile.
Kui rattapaar läbib raja ebatasasusi (liigesed, ristmikud jne), tekivad dünaamilised koormused, sealhulgas löögikoormused. Dünaamiliste koormuste ilmnemist soodustavad ka rattapaari defektid - veerepindade lokaalsed defektid, teljele maanduva ratta ekstsentrilisus, rattapaari tasakaalustamatus jne. Vedru vedrustuse puudumisel tajuks kere jäigalt kõiki dünaamilisi mõjusid ja kogeks suuri kiirendeid.
Rattapaaride ja kere vahel paiknevad elastsed elemendid rattapaari küljelt pärineva dünaamilise jõu mõjul deformeeruvad ja võnkuvad koos kerega ning selliste võnkumiste periood on kordades suurem kui häiriva jõu muutumise periood. Selle tagajärjel vähenevad keha kiirendused ja jõud.

Mõelgem vedru vedrustuse pehmendavale mõjule šokkide ülekandmisel kehale, kasutades auto liikumise näidet mööda rööbasteed. Kui vaguni ratas veereb mööda rööbasteed rööpa ebaühtluse ja ratta veereva pinna defektide tõttu, kopeerib vankri kere, kui see on ratastega veeretult ühendatud, ratta trajektoori (joon. a). Auto kere liikumise trajektoor (joon a1-b1-c1) langeb kokku raja ebaühtlusega ( joon a-c-c). Vedru vedrustuse olemasolul tekivad vertikaalsed löögid (joon. b) kanduvad kehale elastsete elementide kaudu, mis pehmendavate ja osaliselt neelavate löökide abil tagavad auto vaiksema ja sujuvama sõidu, kaitsevad veeremit ja raudteed enneaegse kulumise ja kahjustuste eest. Sellisel juhul saab keha liikumise trajektoori kujutada joonega a1-b2-c2, millel on lamedam välimus võrreldes joonega c punktis c. Nagu näha jooniselt fig. b, on keha võnkumiste periood vedrudel kordades pikem kui häiriva jõu muutumise periood. Selle tagajärjel vähenevad keha kiirendused ja jõud.

Vedrud on laialdaselt kasutatavad autotööstuses, kauba- ja sõiduautode pöördvankrites, amortisaatorites. Tehke vahet spiraalsete ja spiraalsete vedrude vahel. Vedrud valmistatakse lokirullide abil ümmarguse, ruudu- või ristkülikukujulise ristlõikega terasvardadest. Spiraalvedrud on silindrikujulised ja koonusekujulised.

Spiraalvedrude sordid
a - silindriline varda ristkülikukujulise osaga; b - silindrikujuline varda ümmarguse osaga; в - kooniline varda ümmarguse osaga; d - kooniline varda ristkülikukujulise ristlõikega

Kaasaegsete autode vedrustuses kasutatakse kõige enam spiraalvedrusid. Neid on lihtne valmistada, töökindel ja neelavad hästi vertikaalsed ja horisontaalsed löögid ja löögid. Kuid nad ei suuda summutada auto vedrustatud masside vibratsioone ja seetõttu kasutatakse neid ainult koos vibratsiooni summutitega.
Vedrud on valmistatud vastavalt standardile GOST 14959. Vedrude tugipinnad on tasased ja risti teljega. Selleks tõmmatakse vedru tooriku otsad 1/3 mähise ümbermõõdust tagasi. Tulemuseks on sujuv üleminek ristkülikukujulisest ristlõikest. Vedru tõmmatud otsa kõrgus ei tohi olla suurem kui 1/3 varda d läbimõõdust ja laius ei tohi olla väiksem kui 0,7d.
Silindrikujulise vedru omadused on: varda d läbimõõt, vedru keskmine läbimõõt, vedru kõrgus vabades Нсв ja kokkusurutud Нсж olekutes, tööpöörete arv nр ja indeks т.Vedruindeks on vedru keskmise läbimõõdu ja varda läbimõõdu suhe, s.t. t \u003d D / d.

Silindriline vedru ja selle parameetrid

Vedrude ja vedrude materjal

Vedrude ja vedrude materjal peab olema kõrge staatilise, dünaamilise, löögitugevuse, piisava painduvusega ja säilitama nende elastsuse kogu vedru või vedru eluea jooksul. Kõik need materjali omadused sõltuvad selle keemilisest koostisest, struktuurist, kuumtöötlusest ja elastse elemendi pinna seisundist. Autode vedrud ja vedrud on valmistatud terasest 55S2, 55S2A, 60S2, 60S2A (GOST 14959-79). Teraste keemiline koostis protsentides: C \u003d 0,52 - 0,65; Mn \u003d 0,6-0,9; Si \u003d 1,5 - 2,0; S, P, Ni mitte rohkem kui 0,04; Cr mitte üle 0,03. Termotöödeldud teraste 55С2 ja 60С2 mehaanilised omadused: tõmbetugevus 1300 MPa suhtelise pikenemise korral vastavalt 6 ja 5% ning ristlõikepinna kitsenemine vastavalt 30 ja 25%.
Valmistamisel vedrud ja vedrud allutatakse kuumtöötlusele - karastamisele ja karastamisele.
Vedrude ja vedrude tugevus ja vastupidavus sõltuvad suuresti metallpinna olekust. Kõik pinnakahjustused (väikesed praod, vangistustunne, päikeseloojangud, mõlgid, riskid jms defektid) soodustavad koormuse all kontsentratsiooni tekkimist ja vähendavad dramaatiliselt materjali vastupidavuse piiri. Pinna kõvenemiseks kasutavad tehased lehtvedrude ja lehtvedrude kuulipuhumist.
Selle meetodi olemus seisneb selles, et elastsed elemendid alluvad 0,6–1 mm läbimõõduga lastud metallivoolule, mis väljutatakse suurel kiirusel 60–80 m / s lehtvedru või vedru pinnale. Löögi lennukiirus valitakse nii, et löögikohas tekib elastsuspiiri ületav pinge ja see põhjustab metalli pinnakihis plastilist deformatsiooni (töö kõvenemist), mis lõpuks tugevdab elastse elemendi pinnakihti.
Lisaks kuulipuhumisele saab vedrusid karastada vastumeelsusega, mis seisneb vedrude teatud aja jooksul deformeerunud olekus hoidmises. Vedru on keerdunud nii, et vabas olekus pöörete vahelised vahemaad tehakse kindla summa võrra rohkem kui joonise järgi. Pärast kuumtöötlust eemaldatakse vedru, kuni mähised puutuvad kokku, hoitakse selles olekus 20–48 tundi, seejärel kuumutatakse. Tanki ristlõike välistsoonis kokkusurumisel tekivad vastupidise märgi jääkpinged, mille tagajärjel osutuvad selle töötamise ajal tegelikud pinged väiksemaks, kui need oleksid olnud ilma volatiilsuseta.

Fotol - uued vedrud

Keerdvedrud kuumas olekus

Vedru elastsuse kontrollimine

Silindrilised vedrud, olenevalt nende võetud koormusest, tehakse ühe- või mitmerealised. Mitmerealised vedrud koosnevad kahest, kolmest või enamast üksteise sees pesitsevast vedrust. Kaherealistel on välimine vedru valmistatud suurema läbimõõduga vardast, kuid väikese pöörete arvuga on sisemine valmistatud väiksema läbimõõduga ja suure pöörete arvuga vardast. Selleks, et kokkusurumise ajal ei kinnitataks sisemise vedru mähiseid välimise pooli vahele, on mõlemad vedrud eri suundades kõverdunud. Mitmerealistes vedrudes vähenevad vardade mõõtmed ka välimisest vedrust sisemiseni ja vastavalt suureneb ka pöörete arv.

Mitmerealised vedrud võimaldavad ühesuguste vedrudega samade mõõtmetega olla suurem jäikus. Kahe- ja kolmerealisi vedrusid kasutatakse laialdaselt kauba- ja sõiduautode pöördvankrites, samuti automaathaakeseadiste veojõududes. Mitmerealiste vedrude iseloomulik jõud on lineaarne.
Mõnes kaherealiste vedrude konstruktsioonides (näiteks pöördvankrites 18-578, 18-194) on vedrukomplekti välimised vedrud sisemistest kõrgemad, mille tõttu tühja auto vedrustuse jäikus on 3 korda väiksem kui koormatud.

Autole on paigaldatud vedrud

IN viimasel ajal hakati taas kasutama tehnikas hästi tuntud, kuid vähe kasutatud mitmetuumalisi vedrusid, mis koosnesid mitmest trossiks keeratud juhtmest (südamikust) (joon. 902, I-V), millest keriti vedrud (kokkusurumine, pingutamine, väändumine). Nööri otsad on veenide lahtiharutamise vältimiseks maha põletatud. Paigaldusnurk δ (vt joonis 902, I) on tavaliselt võrdne 20-30 ° -ga.

Trossi keeramise suund valitakse selliselt, et tross keerduks vedru elastse deformatsiooni ajal, mitte lahti. Pöörete parempoolse tõusuga suruvedrud tehakse vasaku kihi köitest ja vastupidi. Pingutusvedrude puhul peavad laotamise suund ja pöörete kalle vastama. Torsioonvedrudes on munemise suund ebaoluline.

Paigutustihedus, laotamise samm ja laotamise tehnoloogia võimaldavad suur mõju keerdvedrude elastsuse omaduste kohta. Pärast köie paigaldamist tekib elastne tagasilöök, veenid eemalduvad üksteisest. Vedrude keerdumine muudab omakorda pöörete südamike vastastikust paigutust.

Kevade vabas olekus on veenide vahel peaaegu alati lõhe. Laadimise algstaadiumis toimivad nöörvedrud eraldi juhtmetena; selle tunnusjoon (joonis 903) on tasase kujuga.

Koormuste edasise suurenemisega kaabel keerdub, veenid sulguvad ja hakkavad töötama tervikuna; kevadine jäikus suureneb. Sel põhjusel on keerdvedrude omadustel murdepunkt (a), mis vastab pöörete sulgemise algusele.

Luhtunud vedrude eelis tuleneb järgmisest. Mitme õhukese juhtme kasutamine ühe massiivse asemel võimaldab arvutatud pingeid suurendada õhukestele juhtmetele omase suurenenud tugevuse tõttu. Väikese läbimõõduga juhtmetest koosnev spiraal on paindlikum kui ekvivalentne massiivne spiraal, mis on osaliselt tingitud suurenenud lubatud pingetest ja peamiselt tänu c \u003d D / d indeksi iga üksiku juhi kõrgemale väärtusele, mis mõjutab dramaatiliselt jäikust.

Luhtunud vedrude lamedad omadused võivad olla kasulikud paljudel juhtudel, kui see on vajalik suurte elastsete deformatsioonide saamiseks piiratud aksiaalsetes ja radiaalsetes mõõtmetes.

Veel üheks keerdvedrude eristavaks tunnuseks on rullide vahelise hõõrdumise tõttu suurenenud amortisatsioonivõime elastse deformatsiooni ajal. Seetõttu saab selliseid vedrusid kasutada energia hajutamiseks löökkoormuse korral, et niisutatavate vibratsioonide summutamiseks niisuguseid koormusi; need aitavad kaasa ka vedrude mähiste resonantsvibratsioonide isemurdmisele.

Suurenenud hõõrdumine põhjustab aga mähiste kulumist koos vedru väsimustakistuse vähenemisega.

Millal võrdlev hindamine Luhtunud vedrude ja ühe traadiga vedrude paindlikkus teeb sageli vea, kui võrrelda sama ristlõikepindalaga (kokku keerdunud) pöörete vedrusid.

See ei võta arvesse asjaolu, et keerdvedrude kandevõime, kui muud asjad on võrdsed, on väiksem kui ühejuhtmeliste vedrude oma ja see väheneb südamike arvu suurenemisega.

Hindamine peaks põhinema võrdse kandevõime tingimustel. Alles siis on see õige erineva südamike arvuga. Selle hinnangu põhjal näivad keerdvedrude eelised olevat tagasihoidlikumad, kui võiks eeldada.

Võrdleme sama keskmise läbimõõdu, pöörete arvu, jõu (koormuse) P ja ohutusteguriga keerdvedrude ja ühejuhtmeliste vedrude paindlikkust.

Esimese ligikaudsena käsitleme luhtunud vedru vedrude reana, mis töötab paralleelselt väikese sektsiooniga mähistega.

Luhtunud vedrusüdamiku läbimõõt d "on nendes tingimustes seotud massiivse traadi läbimõõduga d suhtega

kus n on südamike arv; [τ] ja [τ "] on lubatud nihkepinged; k ja k" on vedru kuju koefitsiendid (nende indeks).

Koguste läheduse tõttu võib kirjutada

Võrdletud vedrude masside suhe

või võrrandi (418) väärtuse d "/ d asendamisega

Allpool on toodud suhtarvude d "/ d ja m" / m väärtused, sõltuvalt südamike arvust.

Nagu näete, pole traadi läbimõõdu vähenemine keermestatud vedrude jaoks sugugi nii suur, et annaks märkimisväärset tugevuse kasvu isegi väikeste d ja d väärtuste piirkonnas "(muide, see asjaolu õigustab ülaltoodud oletust, et tegur on lähedane ühtsusele.

Luhtunud vedru deformatsiooni λ "ja kogu traatvedru deformatsiooni λ suhe

Asendades võrrandist (417) d "/ d selle avaldise sisse, saame

Nagu eespool märgitud, väärtus [τ "] / [τ] on lähedal ühele. Seetõttu

Selle avaldise põhjal arvutatud erineva südamike arvu n jaoks arvutatud λ "/ λ väärtused on toodud allpool (määramisel võeti k jaoks algväärtus k \u003d 6).

Nagu näete, annab koormuse võrdsuse esialgse eelduse kohaselt üleminek luhtunud vedrudele 35–125% südamike arvu tegelike väärtuste järgimise.

Joonisel fig. 904 näitab tegurite d "/ d; λ" / λ ja m "/ m muutuste kokkuvõtlikku skeemi võrdselt koormatud ja sama tugevate ahelatega vedrude korral, sõltuvalt südamike arvust.

Koos massi suurenemisega südamike arvu suurenemisel tuleks arvestada ka pöörete sektsiooni läbimõõdu suurenemisega. Südamike arvu vahemikus n \u003d 2-7 \u200b\u200bon pöörete ristlõike läbimõõt keskmiselt 60% suurem kui samaväärse terve traadi läbimõõt. See toob kaasa asjaolu, et pöörete vahelise vahe säilitamiseks on vaja suurendada vedrude sammu ja vedrude kogupikkust.

Luhtunud vedrude paindlikkuse kasvu saab hõlpsalt ühe traadiga vedru abil. Selleks suurendatakse samaaegselt vedru läbimõõtu D; vähendada traadi läbimõõtu d; suurendada pingetaset (st kasutada kvaliteetseid teraseid). Lõppkokkuvõttes on võrdse vooluga ühe juhtmega vedrul väiksem kaal, väiksemad mõõtmed ja see on keeruliste vedrude valmistamise keerukuse tõttu oluliselt odavam kui keermestatud vedrud. Sellele on lisatud järgmised keerdvedrude puudused:

1) otste õige keermestamise (vedrude vedrude korral) võimatus (vedru otste lihvimine), pakkudes koormuse keskset rakendamist; alati on koormuse teatud ekstsentrilisus, mis põhjustab vedru täiendavat painutamist;

2) tootmise keerukus;

3) omaduste hajumine tehnoloogilistel põhjustel; raskused stabiilsete ja reprodutseeritavate tulemuste saamisel;

4) südamike kulumine pöörete vahelise hõõrdumise tagajärjel, mis tekib vedrude korduvate deformatsioonidega ja põhjustab vedrude väsimustakistuse järsu languse. Viimane puudus välistab keerdvedrude kasutamise pikaajalisel tsüklilisel koormamisel.

Luhtunud vedrud sobivad staatiliseks koormuseks ja vahelduvaks dünaamiliseks koormamiseks piiratud tsüklite arvuga.

Pillide valmistamisel kasutatakse laialdaselt erineva geomeetrilise kujuga vedrusid. Need on lamedad, kumerad, spiraalsed, kruvidega.

6.1. Lamedad vedrud

6.1.1 Lamedate vedrude kasutamine ja kujundus

Lame vedru on elastsest materjalist valmistatud paindeplaat. Valmistamise ajal saab sellest vormida kuju, mis on mugav seadme korpuses asetamiseks, samas kui see võib võtta vähe ruumi. Lameda vedru saab valmistada peaaegu igast vedrumaterjalist.

Lamedaid vedrusid kasutatakse laialdaselt erinevates elektriseadmetes. Kõige enam on levinud sirge varda kujulise lameda vedru lihtsamaid vorme, mis on kinnitatud ühte otsa (joonis 6.1, a).

a - elektromagnetilise relee kontaktgrupp; b - üleminekukontakt;

aastal - libisevad kontaktvedrud

Joonis: 6.1 Kontaktvedrud:

Lameda vedru abil saab teha ristiülese elastse mikrolülitussüsteemi, mis tagab piisavalt suure reageerimiskiiruse (joonis 6.1, b).

Lamedaid vedrusid kasutatakse ka elektrilistes kontaktiseadmetes libisevate kontaktidena (joonis 6.1, c).

Lameda vedruga elastsetel tugedel ja juhikutel puudub hõõrdumine ja lõtk, need ei vaja määrimist ega karda saastumist. Elastsete tugede ja juhikute puudumine on piiratud sirgjooneliste ja nurgeliste liikumistega.

Märkimisväärseid nurkseid nihkeid võimaldab spiraalikujuline mõõtevedru - karv. Juuksed on laialt levinud paljudes elektrilistes mõõtevahendites ja mõeldud seadme ülekandemehhanismi tagasilöögi valimiseks. Juuste keerdenurk on piiratud nii tugevuse tõttu kui ka seoses juuste painutamise lameda vormi stabiilsuse kadumisega piisavalt suurte keerdumisnurkade korral.

Mähised vedrud on spiraalse kujuga, mis toimivad mootorina.

Joonis: 6.2 Lamedate vedrude kinnitamise meetodid

6.1.2 Lamedate ja spiraalvedrude arvutamine

Tasapinnalised sirged ja kumerad vedrud on etteantud kujuga (sirged või kumerad) plaadid, mis väliste koormuste mõjul elastselt painduvad, st töötavad painutamiseks. Neid vedrusid kasutatakse tavaliselt juhtudel, kui jõud mõjub vedrule väikese käiguga.

Sõltuvalt kinnitusviisidest ja koormuste rakendamise kohtadest eristatakse lamedaid vedrusid:

- töötades konsooltaladena kontsentreeritud koormusega vabas otsas (joonis 6.2 a);

- töötab taladena, lamades vabalt kahel kontsentreeritud koormusega toel (joonis 6.2 b);

- töötab taladena, mille üks ots on fikseeritud ja teine \u200b\u200bvabalt asub kontsentreeritud koormusega toel (joonis 6.2 c);

- töötab taladena, mille üks ots on hingedega ja teine \u200b\u200bvabalt asetseb kontsentreeritud koormusega toel (joonis 6.2 d);

- mis on servadest fikseeritud ümmargused plaadid ja keskele koormatud (membraanid) (joonis 6.2 d).

a) c) d)

Lamedate lehtvedrude kujundamisel peaksite võimaluse korral valima nende jaoks kõige lihtsamad vormid, mis hõlbustavad nende arvutamist. Lamedad vedrud arvutatakse valemite järgi

Vedru läbipaine koormusest, m
Vedru paksus meetrites
Vedru laius meetrites
	Määrab töötingimused
Lk	Valinud
Töövedru läbipaine meetrites		konstruktiivne
Vedru tööpikkus meetrites		kaalutlused

Vedrud pannakse tavaliselt trumlisse, et anda vedrule teatud välismõõtmed.