Kiszámítása húzórugó

Volt, hogy napokig a számítás a rugó feszességét.

Talált eljárás megszámoltuk. Rádöbbentem néma számok.
Kétségbevonására eljárás, vettem az első elérhető a kar rugó, annak merevsége mért és számított geometriai méretei.
Bővítése számított és mért értékek megdöbbentett - csak 10%. Röviden, a megfelelőségét a módszert megerősítették.

Úgy döntöttem, hogy megosszák, mert azt hiszem, nem nehéz, de a haszon lehet a bokszoló.

Kezdjük adatok, ami a működéshez szükséges:
d [mm] - a huzal átmérőjének, amelyből a rugózó van tekercselve.
D [mm] - azt jelenti, rugós átmérő (külső átmérő mínusz az átmérője a huzal).
n [-] - számú aktív tekercsek a rugó.
t [MPa] - torziós stressz. Szükséges, hogy ellenőrizze az erejét a tavasz.
[T] [MPa] - a szakítószilárdság az anyag. A közös szerkezeti acélok 200-1000 MPa.
G [N / mm2] - nyírási modulus az anyag. Rozsdamentes acél kb 70000-80000 N / mm2.
c [N / mm] - tavasszal merevséget. Ez azt mutatja, hogy mennyi erő (Newton) szükséges ahhoz, hogy összenyomja a rugót az 1 mm.
cn [-] - tavaszi index. Kiegészítő érték.
k [-] - csökkentse az erő együttható.
KZ [-] - biztonsági tényező.
pi = 3,14 - a pi szám.
L [mm] - rugó hosszától.
f [mm] - tavasszal deformáció.
F [N] - az axiális erő (vagy magán a rugón hat a tavasz).

Ceteris paribus index a „0” azt jelzi, a kezdeti érték, az index „max” - maximális értéket.

Tól (2) képlet tudjuk levezetni az átlagos átmérője a tavaszi képlet:

5) D = 3H, t
3H, t - a gyökér a harmadik fokát H.

Ez minden, amit tudni lehet.
Nézzünk néhány példát számítás.

Van torma érthető mit tavaszán a következő méretekben:
d = 5 mm
D = 50 mm
n = 20
L = 150 mm

Szeretnénk használni, például Springer, de nem tudom, milyen terhelés hogy képes túlélni. Kiszámítjuk a merevséget.
Tételezzük zhelezka acélból srednepruzhinistoy G = 75.000 N / mm2.

a = (G * (d ^ 4)) / (8 * n * (D ^ 3))
c = (75000 * (5 ^ 4)) / (8 * 20 * (50 ^ 3)) = (75000 * 625) / (8 * 20 * 125000) = 2,344 N / mm

1 kg = 9,81 N. Lehetőség van felhajt a 10H.
Tehát, hogy a rugót 1mm kell alkalmazni erő mintegy 0,23 kg.

150mm hosszú a tavasz. A minimális hossza megegyezik n * d = 20 * 5 = 100 mm.
Azaz, a rugó összenyomott 50 mm.
Ennek megfelelően a maximális erő, amely a stop rugó obozhmet 11,5 kg. Igen, elég Springer)

Ellenőrizze, hogy a tavaszi viselik ezt a terhet:
tmax = (8 * k * F * D) / (pi * (d ^ 3))
tmax = (8 * 1,14 * 50 * 117,2) / (3,14 * (5 ^ 3)) = 136 MPa
még messze a minimum 200 MPa. Ie legalább céljainknak, és a rugó nem szükséges - használja a teljes tömörítést lehetséges. Dobás nem éri meg, még mindig nincs rendben.

Két szó a értékei cn = D / d, k.
k arányától függ az átmérője a tavaszi és huzal.
Az alábbiakban azok az értékek, amelyek lehet építeni egy közelítő görbe:

Tavaszi Springer, mi kell még. Keresse kész sikertelen - meg kell rendelni.
Nézzük számítja ki, hogy tavasszal van szükségünk.

Mass kerékpáros teljes terhelés 400 kg. 170 kg kell hagyja például az első tengelyen. Figyelembe véve a dőlésszöge 35 fok, az axiális erő a rugó lesz 170 / cos35 = 208 kg. Ez 2040 N.
Ez az elnevezés.
Tegyük fel, hogy meg kell, hogy tavasszal összeperemezik zár a két-túlterhelés. Tehát legyen teljes sebességgel mentén a villa 100 mm. 50mm rugó összenyomódik és névleges terhelés még 50mm - vezetési egyenetlenségeket.
Ennek megfelelően szükség merevség = F / f = 2040/50 = 40,8 N / mm. Kerekítve 41 N / m. Teljes tavaszi deformáció kell lennie 100mm.

Nos gondoljunk.
A szakosodott irodák általában semmilyen vezetéket. Legyen 8mm.

Aztán ott vannak a két módon. Beállíthatjuk, hogy a menetek száma, és meghatározza az átmérő, és lehet fordítva. Tegyük fel magunknak átmérőjű.
Egyértelmű, de a nagyobb az arány cn = D / d - Sem kisebb merevség; azonban ez az arány túl kicsi, túl, nem kell. Kevesebb, mint 4 - rossz.

Definiáljuk D = 40 mm.
Mi határozza meg a szükséges mennyiségű aktív tekercsek:
n = (G * (d ^ 4)) / (8 * c * (D ^ 3))
n = (75,000 * (8 * 4)) / (8 * 41 * (40 ^ 3)) = 14,63 - le lehet kerekíteni 15.

A hossza a tekercsek L = n * d = 8 * 15 = 120 mm. Ezután, hogy képes legyen összenyom egy 100 mm-es eredeti hosszát kell lennie L0 = L + dl = 120 + 100 = 220 mm.

Azt nézd meg, hogy mi történt a szilárdság maximális tömörítés.
cn = 40/8 = 5,0
k = 1,29
F = 4080 N (2040 N névleges terhelés 2040 + ráhagyás)

tmax = (8 * k * F * D) / (pi * (d ^ 3))
tmax = (8 * 1,29 * 4080 * 40) / (3,14 * (8 ^ 3)) = 1047 MPa
Lot. Meg kell nagyon poezdatye acél, egyébként jó halom tavasszal és kigyulladhat.

Itt meg kell gondolni, hogyan lehet csökkenteni a stresszt. Nyilvánvaló, hogy erre a célra van szükség, hogy növeljék a huzal átmérője d. Amikor ez a növekedés k (hiszen a csökkenés aránya D / d), de a D a nevezőben a kockát, úgy, hogy a teljes feszültségesés.

A következő iterációs a számítás. Magyarázat fogom hagyni, hogy csak a számokat:
d = 14 mm
D = 60 mm
n = 40,7 -> 41
L = 41 * 14 = 574 mm-es
L0 = 676 mm
Tmax = 309 MPa
Az ereje megyünk keresztül, hanem a hossza a Bugzilla.

Növelje átmérő csökkentése a menetek száma:

d = 14 mm
D = 80 mm
n = 17,16 -> 17
L = 17 * 14 = 238 mm-es
L0 = 338 mm
Tmax = 379 MPa
Nos, valami ilyesmi. A szilárdság csökkenése (ha az acél megfelelő, természetesen), a hossza is hagyományosan kielégítő.

Ha készítesz egy rugós, például a tájoló - nyilvánvalóvá válik, hogy történt valójában meglehetősen aranyos.
Azonban, Springer általában két párhuzamos, de találtam egyet). Óvatosnak kell lennünk.

Persze, hogy alkalmazza a vonatkozó számítási módszert a tavaszi nulovoy alig valaki lenne. Ez valóban a vad mániákus, vagy azok, akik könnyebb, mint vásárolni. A legtöbb halandó könnyebb megnézi az eladó kész, amely már egy másik tekercs irányt, méret, szín és illat, változtatható pitch, stb stb
De itt van paramétereinek becslésére már készleten mirigyek - hasznos lehet.

Általános, hogy egy kés nap. Úgy értem - tudom használni, ha valaki hirtelen szüksége lesz.

És végül, néhány nyilvánvaló:
A merevséget az egyenesen arányos:
- az átmérője a huzal
A merevség fordítottan arányos:
- rugó átmérő
- fordulatok száma