Funkce pružiny se posuzuje podle průběhu a velikosti její deformace v závislosti na působícím zatížení.



Podobné dokumenty
Šroubovitá pružina válcová tlačná z drátů a tyčí kruhového průřezu [in] 1.3 Provozní teplota T 200,0 1.4 Provozní prostředí

Šroubovitá pružina válcová tažná z drátů a tyčí kruhového průřezu [in]

Šroubovitá pružina válcová zkrutná z drátů a tyčí kruhového průřezu [in] 1.3 Provozní teplota T 200,0 1.4 Provozní prostředí

Je-li poměr střední Ø pružiny k Ø drátu roven 5 10% od kroutícího momentu. Šroub zvedáku je při zvedání namáhán kombinací tlak, krut, případně vzpěr

ρ 490 [lb/ft^3] σ D 133 [ksi] τ D 95 [ksi] Výpočet pružin Informace o projektu ? 1.0 Kapitola vstupních parametrů

N únosnost nýtů (při 2 střižných krčních nýtech zpravidla únosnost plynoucí z podmínky otlačení) Pak platí při rozteči (nýtové vzdálenosti) e

3. Způsoby namáhání stavebních konstrukcí

ŠROUBOVÉ SPOJE VÝKLAD

Zvyšování kvality výuky technických oborů

MATURITNÍ OKRUHY STAVBA A PROVOZ STROJŮ TŘÍDA: 4SB ŠKOLNÍ ROK: SPEZIALIZACE: TECHNICKÝ SOFTWARE

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ strojní součásti. Přednáška 11

CVIČENÍ 1 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

Pružné spoje Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují

Kapitola vstupních parametrů

OVMT Mechanické zkoušky

strol. s.ucasl. Joseph E. Shigley The Iowa State University of Science and Technology Richard G. Budynas Institute of Technology

PRUŽNÉ SPOJE Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích

Hřídele nosné a pohybové

Obr. 1 Stavební hřebík. Hřebíky se zarážejí do dřeva ručně nebo přenosnými pneumatickými hřebíkovačkami.

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Výpočet únosnosti šnekového soukolí (Výukový text výběr z normy DIN 3996)

SPOJE. Slouží ke spojení částí nosných systémů (rámy) i pohybujících se komponent (členy mechanismů).

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Základy frézování

PLÁŠŤOVÉ PŮSOBENÍ TENKOSTĚNNÝCH KAZET

Boulení stěn při normálovém, smykovém a lokálním zatížení (podle ČSN EN ). Posouzení průřezů 4. třídy. Boulení ve smyku, výztuhy stěn.

ČSN EN ISO OPRAVA 2

TVÁŘENÍ ZA STUDENA STŘÍHÁNÍ. Mezi tváření za studena patří:

9. MĚŘENÍ SÍLY TENZOMETRICKÝM MŮSTKEM

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Frézování ozubených kol

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ převody. Přednáška 6

Únosnosti stanovené níže jsou uvedeny na samostatné stránce pro každý profil.

PRVKY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ

Namáhání na tah, tlak

10 Navrhování na účinky požáru

ELASTOMEROVÁ STAVEBNÍ LOŽISKA

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

EXPERIMETÁLNÍ OVĚŘENÍ ÚNOSNOSTI DŘEVOBETONOVÝCH SPŘAŽENÝCH TRÁMŮ ZESÍLENÝCH CFRP LAMELAMI

Pružnost. Pružné deformace (pružiny, podložky) Tuhost systému (nežádoucí průhyb) Kmitání systému (vlastní frekvence)

Řešené příklady INFASO + Obsah. Kotvení patní a kotevní deskou. Kloubový připoj. Šárka Bečková

SENDVIČOVÉ KONSTRUKCE Zdeněk Padovec

ORGANIZAČNÍ A STUDIJNÍ ZÁLEŽITOSTI

Průvodní zpráva ke statickému výpočtu

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

III/2-1 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Materiály charakteristiky potř ebné pro navrhování

4 Spojovací a kloubové hřídele

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Konstrukce TZB Upevňovací systémy Uložení potrubí Spojovací materiál

6. Měření veličin v mechanice tuhých a poddajných látek

OTÁZKY VSTUPNÍHO TESTU PP I LS 2010/2011

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

PRAKTIKUM I. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úloha č. 11 Název: Dynamická zkouška deformace látek v tlaku

Seznámení studentů se základními stavebními prvky strojů a strojního zařízení.

6 Mezní stavy únosnosti

NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ ZDIVA. 1. Současný stav problematiky

Dimenzování pohonů. Parametry a vztahy používané při návrhu servopohonů.

Okamžitě použitelná, snadno aplikovatelná; Zkrácený vytvrzovací čas krátká doba tuhnutí; Nehořlavá; Velmi slabý zápach; Vysoká chemická odolnost;

TECHNOLOGIE. Obor Nástrojař. Střední škola technická Opava, Kolofíkovo nábřeží 51, Opava příspěvková organizace

4. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

Mechanické pohony. Doc. Ing. Antonín Havelka, CSc.

Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost (OPVK)

RIB stavební software s.r.o. Zelený pruh 1560/99 tel.: Praha 4 fax: info@rib.cz 21.

Prvky betonových konstrukcí BL01 1. přednáška

Technická univerzita v Liberci

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA

VLIV TUHOSTI PÍSTNÍHO ČEPU NA DEFORMACI PLÁŠTĚ PÍSTU

III/2-1 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ VÝZKUMNÁ ZPRÁVA STABILITA VYBRANÝCH KONFIGURACÍ KOLEJOVÉHO SVRŠKU

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PÁSOVÝ DOPRAVNÍK FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ

Materiálové vlastnosti: Poissonův součinitel ν = 0,3. Nominální mez kluzu (ocel S350GD + Z275): Rozměry průřezu:

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Protokol měření

Spoje se styčníkovými deskami s prolisovanými trny

Rotační skořepiny, tlakové nádoby, trubky. i Výpočet bez chyb. ii Informace o o projektu?

Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí

Mechanika hornin. Přednáška 2. Technické vlastnosti hornin a laboratorní zkoušky

POŽADAVKY NA KONSTRUKCI, VÝROBU, VÝSTROJ, SCHVALOVÁNÍ TYPU, ZKOUŠENÍ A ZNA

NAVRHOVÁNÍ DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ DLE ČSN EN , ZÁKLADNÍ PROMĚNNÉ

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

9 Spřažené desky s profilovaným plechem v pozemních stavbách

Výztužné oceli a jejich spolupůsobení s betonem

Navrhování konstrukcí z korozivzdorných ocelí

8 Předpjatý beton. 8.1 Úvod. 8.2 Zatížení. Předpjatý beton

AdvAnch g Uživatelský manuál v. 1.0

STRUKTURA PEVNÝCH LÁTEK STRUKTURA PEVNÝCH LÁTEK

Tuhost mechanických částí. Předepnuté a nepředepnuté spojení. Celková tuhosti kinematické vazby motor-šroub-suport.

Materiály pro stavbu rámů

Úloha 6 - Návrh stropu obytné budovy

Téma 12, modely podloží

Ruční zpracování kovů, zaškrabávání

ŠKRTICÍ A REGULAČNÍ KLAPKA TYP GD 6 PRO VYSOKÉ TEPLOTY

3 Návrhové hodnoty materiálových vlastností

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta stavební Ústav betonových a zděných konstrukcí. Ing. Ladislav Čírtek, CSc.

Návrh krmného závěsného valníku

Stěnové nosníky. Obr. 1 Stěnové nosníky - průběh σ x podle teorie lineární pružnosti.

Klopením rozumíme ztrátu stability při ohybu, při které dojde k vybočení prutu z roviny jeho prvotního ohybu (viz obr.). Obr.

Transkript:

Teorie - základy. Pružiny jsou konstrukční součásti určené k zachycení a akumulaci mechanické energie, pracující na principu pružné deformace materiálu. Pružiny patří mezi nejvíce zatížené strojní součásti a používají se obvykle jako: absorbéry energie pro pohony nebo vratná zařízení zachycovače statických a dynamických sil členy k vytváření silových spojení tlumiče rázů při ochraně proti chvění zařízení k regulaci a měření sil Funkce pružiny se posuzuje podle průběhu a velikosti její deformace v závislosti na působícím zatížení. S ohledem na průběh deformace můžeme pružiny rozdělit do tří základních typů: 1. pružiny s lineární charakteristikou 2. pružiny s degresivní charakteristikou 3. pružiny s progresivní charakteristikou Plocha W pod charakteristickou křivkou pružiny představuje deformační práci (energii) pružiny vykonanou pružinou při zatěžování. Deformační energie u pružin namáhaných tlakem, tahem nebo ohybem je dána vztahem: u pružin namáhaných krutem: Základní veličinou charakterizující funkčnost pružiny je její tuhost. Tuhost pružiny k udává velikost zatížení (sílu resp. moment), které způsobí jednotkovou deformaci (posunutí resp. natočení) pružiny.

U pružin s lineární charakteristikou je tuhost pružiny konstantní, u ostatních pružin je tuhost proměnlivá. Pružiny se montují s předpětím, tedy ve stavu, kdy je pružina podrobena nejmenšímu pracovnímu zatížení. Vzhledem k funkci pružiny se rozeznávají a označují 4 základní stavy pružin: Stav pružiny Popis stavu pružiny index volný pružina není zatížena 0 předpružený plně zatížený pružina je podrobena nejmenšímu pracovnímu zatížení pružina je podrobena největšímu pracovnímu zatížení mezní pružina je podrobena meznímu zatížení - dáno pevností materiálu nebo konstrukčními omezeními (např. stlačení 9 vinuté pružiny na dosed závitů) Výše uvedené indexy jsou ve výpočtu používány k označení jednotlivých parametrů pružiny, příslušejících danému stavu pružiny. 1 8 Rozdíl deformací u pružiny v plně zatíženém a předpruženém stavu se označuje jako pracovní zdvih pružiny H, α H.

Z hlediska pevnostní kontroly a životnosti se u kovových pružin rozlišují dva základní způsoby jejich namáhání: 1. Statické zatížení. Pružiny namáhané staticky nebo s nižší proměnlivostí, tj. s cyklickými změnami zatížení, s požadavkem životnosti méně než 10 5 pracovních cyklů. 2. Cyklické (únavové) zatížení. Pružiny namáhané kmitavě (dynamicky), tj. s cyklickými změnami zatížení s požadavkem životnosti od 10 5 pracovních cyklů výše. Kovové pružiny je možno rozdělit do skupin podle mnoha hledisek. Za základní lze považovat dělení podle způsobu namáhání a konstrukčního uspořádání pružiny. Nejběžnější typy pružin jsou detailně popsány dále: Pružiny pro namáhání osovými silami (tlakem/tahem) - Šroubovité (vinuté) pružiny - Talířové a deskové pružiny - Kroužkové (prstencové) pružiny - Svitkové pružiny Pružiny pro namáhání příčnými silami (ohybem) - Listové pružiny - Tvarové pružiny Pružiny pro namáhání točivými momenty - Torzní tyče - Spirálové pružiny - Šroubovité (vinuté) pružiny Šroubovité pružiny válcové tlačné

Pružiny válcového tvaru tvořené šroubovitě vinutými dráty, se stálou vůlí mezi činnými závity, způsobilé přijímat vnější síly působící v jejich ose proti sobě. Pružiny s průměrem drátu do cca. 16 mm se obvykle navíjejí za studena. Formování za tepla se používá pro výrobu vysoce namáhaných pružin větších rozměrů s průměrem drátu přes 10 mm. Obvykle jsou tlačné pružiny vyráběny z drátů a tyčí kruhového průřezu. Pružiny s drátem obdelníkového průřezu se nejčastěji používají v aplikacích kde je při relativně vyšším zatížení požadována nízká stavební výška pružiny (pružiny s b>h). Specifické vlastnosti vhodné pro malé a střední zatěžovací síly lineární pracovní charakteristika relativně nízká tuhost jednoduchá montáž i demontáž nízké výrobní náklady Základní vztahy pro výpočet pružiny Pružiny s drátem kruhového průřezu Pružiny s drátem obdelníkového průřezu kde: c... poměr vinutí (c=d/d; c=d/b) [-] b... šířka drátu [mm, in] d... průměr drátu [mm, in] D... střední průměr pružiny [mm, in] F... zatížení pružiny [N, lb] G... modul pružnosti ve smyku [MPa, psi] h... výška drátu [mm, in] k... tuhost pružiny [N/mm, lb/in] K s... korekční součinitel napětí v krutu [-] L 0... volná délka pružiny [mm, in] L S... délka plně stlačené pružiny [mm, in]

n... počet činných závitů [-] p... rozteč mezi závity [mm, in] s... deformace (stlačení) pružiny [mm, in] ε,ψ... tvarový součinitel [-] (viz. např. DIN 2090) τ... napětí materiálu pružiny v krutu [MPa, psi] Korekční součinitel napětí v krutu Vlivem zaoblení závitu dochází u vinutých pružin v závitu k přídavným ohybovým napětím. Proto je ve výpočtu napětí korigováno korekčním součinitelem. U pružin s drátem kruhového průřezu je korekční součinitel určován pro daný poměr vinutí pružiny z několika různých empiricky stanovených vzorců (Wahl, Bergsträsserr, Göhner,...). V tomto výpočtu je použit vztah: U pružin s drátem obdelníkového průřezu je korekční součinitel určován pro daný poměr vinutí a poměr b/h z příslušných nomogramů. V tomto výpočtu je korekční součinitel již zahrnut v tvarovém součiniteli ψ. Doporučené rozměry pružiny formované za studena formované za tepla poměr vinutí c 4-16 3-12 vnější průměr D e max. 350 mm max. 460 mm počet činných závitů n min. 2 min. 3 poměr b/h 1:5-5:1 volná výška L 0 štíhlostní poměr L 0 /D max. 1000 mm 1-10 rozteč p (0.3-0.6) D; min. 1.5 d Provedení konců pružiny U tlačných pružin se používá několik různých způsobů provedení konců pružiny, lišících se počtem závěrných a obrobených závitů a provedením opěrné plochy pružiny. Závěrné závity jsou krajní závity pružiny, souosé s činnými závity, jejichž úhel stoupání se při funkční deformaci pružiny nemění. Závěrné závity tvoří opěrnou plochu pružiny a zpravidla se u tlačných pružin používá jeden závěrný závit na obou koncích pružiny. Obrobené závity jsou krajní závity pružiny obrobené v rovinnou plochu kolmou k ose pružiny. Zpravidla obrobené od tří čtvrtin nebo poloviny závěrného závitu až po jeho volný konec. Obrobené závity se běžně používají pouze u pružin s průměrem drátu d > 1 mm.

Nejběžnější způsoby provedení konců pružiny A. Otevřený konec neobrobený: krajní závit není přihnut k sousednímu, opěrná plocha pružiny je neobrobena B. Otevřený konec obrobený: krajní závit není přihnut k sousednímu, opěrná plocha pružiny je obrobena v rovinou plochu kolmou k ose pružiny C. Uzavřený konec neobrobený: krajní závit je přihnut k sousednímu (zpravidla tak, že k němu přiléhá svým volným koncem), opěrná plocha pružiny je neobrobena D. Uzavřený konec obrobený: krajní závit je přihnut k sousednímu, opěrná plocha pružiny je obrobena Kontrola pružiny na vzpěrné vybočení U tlačné pružiny je třeba vždy kontrolovat její zabezpečení proti vzpěrnému vybočení. Kontrola je prováděna srovnáním maximální pracovní deformace pružiny s deformací dovolenou. Hodnota dovolené deformace je stanovena empiricky pro daný štíhlostní poměr pružiny L 0 /D a typ uložení pružiny. Obecně platí, že riziko možného vzpěrného vybočení roste s rostoucí hodnotou štíhlostního poměru a rostoucí hodnotou pracovního stlačení pružiny. Výrazný vliv na možné vybočení pružiny má přitom způsob uložení pružiny: A. Pevné - volné uložení B. Kloubové - kloubové uložení C. Pevné - pevné s bočním posuvem D. Pevné - kloubové uložení E. Pevné - pevné uložení Pružina, kterou nelze zkonstruovat jako zabezpečenou proti vybočení, se obvykle vede trnem nebo pouzdrem. Hrozí-li při tom nebezpečí z poškození pružiny třením, je možné rozdělit pružinu na několik kratších sériově uspořádaných pružin.

Křivky dovolené deformace dle typu uložení pružiny