janvier 2021

Vous trouverez ci-dessous le résumé des bases sur Conception de ressort de Ressorts de compression , Ressorts de tension et Ressorts de jambe . Les ressorts techniques sont encore aujourd'hui l'un des éléments les plus importants de la machine et sont utilisés avec succès dans les véhicules, les dispositifs mécaniques ou électrotechniques de précision, les dispositifs médicaux, les appareils ménagers et bien plus encore. La fonction de l'ensemble de l'appareil ou de la partie de la machine dépend souvent du fonctionnement sans problème du ressort métallique. Les ressorts métalliques sont des éléments qui se déforment délibérément sous la charge et reprennent leur forme d'origine lorsque la charge est supprimée. L'énergie fournie est en Travaux de printemps (W) converti et relâché à un moment ultérieur (réserve d'énergie). Cependant, les ressorts métalliques n'effectuent de manière fiable cette déformation et cette absorption d'énergie que dans les limites prévues à cet effet. C'est donc le bon Conception de ressort et Calcul du printemps un composant important pour le ressort métallique parfaitement fonctionnel. La caractéristique du ressort Les ressorts métalliques ou les ressorts techniques sont fabriqués selon votre Caractéristique du printemps jugé. Cette caractéristique de ressort représente la dépendance de la Force du ressort (F) représente la (les) course (s) du ressort. Parce qu'en fonction de la caractéristique de ressort requise (linéaire, progressive, dégressive ou combinée), la forme et le type du ressort changent également. Avec le Taux du printemps (R) la caractéristique du ressort est déterminée dans le diagramme du ressort. La raideur du ressort (R) est donc une valeur importante lors de la conception du ressort pour le bon ressort. À caractéristique de ressort linéaire la raideur du ressort est constante. Les ressorts avec une caractéristique de ressort courbe ont une raideur variable. Les formules suivantes s'appliquent donc à une caractéristique linéaire: pour ressorts de compression et de traction pour jambes et ressorts de torsion Le travail du printemps Lorsque le ressort métallique est tendu, le travail est effectué, qui est ensuite relâché lorsque la tension est relâchée. Le travail du ressort (W) correspond toujours à la zone en dessous de la caractéristique du ressort. Avec une caractéristique de ressort linéaire, ce qui suit s'applique: pour ressorts de compression et de traction pour ressorts de torsion En calculant la valeur d'utilité du volume, différents types de ressorts peuvent être déterminés en utilisant le rapport de travail du ressort (W) et espace d'installation (V) comparer les uns avec les autres: L'hystérésis Le comportement de la suspension peut être influencé par le frottement externe. Ces forces de frottement entravent la reprise du ressort. Dans le cas de charges alternées, cela s'exprime sous la forme d'un Boucle d'hystérésis . Une partie du travail du ressort est convertie en chaleur par le frottement et est alors "perdue". Comme cela n'est pas souhaitable lors de l'utilisation de ressorts, tout frottement doit être conçu par arrangement et Forme des plumes être évité. La détente Par exemple, si un ressort de compression est utilisé température plus élevée est comprimé à une certaine longueur entre des plaques parallèles, on peut déterminer que le Force du ressort diminue progressivement avec le temps. Cette perte de résistance augmente avec l'augmentation de la température et de la tension. Relaxation du matériau est une déformation plastique qui se manifeste par une perte de force avec une longueur d'installation constante. Ceci est donné en pourcentage de la force de sortie F1: Le schéma suivant montre le déroulement de base de la relaxation et la vitesse de relaxation: Les valeurs de relaxation après 48 heures sont considérées comme des valeurs caractéristiques, bien que la relaxation ne soit pas encore complètement complète à ce moment. Les diagrammes de relaxation dépendant du matériau se trouvent dans l'EN 13906-1. Ceux-ci ne doivent être inclus par le concepteur que si des exigences élevées sont placées sur la constance de la force du ressort. La relaxation à différents états de température est utilisée dans le calcul Programme de calcul du printemps WinFSB de Gutekunst Federn, disponible sur www.federnshop.com , illustré avec. Le bon choix de matériau Ressorts métalliques doit provenir d'un Matériel fabriqués et conçus et conçus de manière à retrouver leur forme d'origine après le retrait d'une charge appliquée. Cette propriété est exprimée dans le module d'élasticité et dans le module coulissant. Celles-ci Paramètres du matériau exprimer la relation entre tension et allongement et devrait avoir une valeur aussi élevée que possible. De plus, les matériaux de ressorts doivent: des limites d'élasticité élevées, c'est-à-dire une large plage purement élastique, les tensions correspondantes également à températures élevées supporter sans perte majeure de force (faible relaxation), ont une résistance élevée à la fatigue (structure à grains fins, sans impuretés), avoir une déformabilité suffisante, avoir une surface aussi glissante que possible, résister à certaines exigences de protection contre la corrosion, être électriquement conducteur ou non magnétique. Modules d'élasticité et de glissement de divers matériaux Matériel Module d'élasticité [N/mm²] Module G [N/mm²] Fil d'acier à ressort étiré breveté selon EN 10270-1 206000 81500 Fil de ressort de soupape trempé à l'huile selon EN 10270-2 206000 81500 Acier laminé à chaud selon EN10089 206000 78500 Bande laminée à froid selon EN 10132 206000 78500 X10 CrNi 18 8 (1,4310) 185000 70000 X7 CrNiAl 17 7 (1.4568) 195000 73000 X5 CrNiMo 17-12-2 (1.4401) 180000 68000 CuSn6 R950 selon EN 12166 115000 42000 CuZn36 R700 selon EN 12166 110000 39000 CuBe2 selon EN 12166 120000 47000 CuNi18Zn20 selon EN 12166 135000 45000 CuCo2Be selon EN 12166 130000 48000 Inconel X750 213000 76000 Nimonic 90 213000 83000 Hastelloy C4 210000 76000 Alliage de titane TiAl6V4 104000 39000 Influence de la température de travail lors du choix du matériau Comportement à des températures de travail élevées Le niveau de la température de travail peut influencer de manière significative la fonction d'un ressort, car la tendance à la relaxation augmente avec l'augmentation de la température. Après avoir évalué les diagrammes de relaxation, les températures limites suivantes peuvent être réglées pour les matériaux de ressort les plus importants. Limiter les températures des matériaux du ressort avec une relaxation minimale Matériel Température maximale de travail en ° C à charge élevée faible charge Fil d'acier à ressort étiré breveté selon EN 10270-1 60-80 80-150 Fil de ressort de soupape trempé à l'huile selon EN 10270-2 80-160 120-160 X10CrNi 18,8 (1,4310) 160 250 X7CrNiAl 17,7 (1,4568) 200 350 X5CrNiMo 17-12-2 (1.4401) 160 300 CuSn6 80 100 CuZn36 40 60 CuBe2 80 120 CuNi18Zn20 80 120 Inconel X750 475 550 Nimonic90 500 500 De plus, prenez l'important pour la fonction ressort Propriétés matérielles module d'élasticité et le module de cisaillement diminue avec l'augmentation de la température. Le module de cisaillement et le module d'élasticité sont déterminés à une température plus élevée en utilisant la formule suivante, les paramètres du matériau à température ambiante (20 ° C) servant de base. ou. Cela permet au concepteur de déterminer les forces réelles du ressort à la température de fonctionnement prévue. Comportement à basses températures de fonctionnement Lorsqu'il est utilisé dans les systèmes de refroidissement, dans l'espace ou quand il fait très froid en hiver, des températures aussi basses que - 200 ° doivent être supportées. Malgré la hausse résistance à la traction les basses températures ont un effet défavorable, car la ténacité des matériaux diminue et des fractures fragiles peuvent se produire. Les aciers à ressort inoxydables ainsi que les alliages de cuivre et de nickel sont préférables aux fils à ressort brevetés et aux fils de ressort de soupape lorsqu'ils sont utilisés à basses températures. Le tableau suivant montre les températures limites. Recommandations pour une utilisation à basse température Matériel Température minimale de fonctionnement en ° C Fil d'acier à ressort étiré breveté selon EN 10270-1 -60 Fil de ressort de soupape trempé à l'huile selon EN 10270-2 -60 X10CrNi 18,8 (1,4310) -200 X7CrNiAl 17,7 (1,4568) -200 X5CrNiMo 17-12-2 (1.4401) -200 CuSn6 -200 CuZn36 -200 CuBe2 -200 CuNi18Zn20 -200 Inconel X750 -100 Nimonic90 -100 Utilisation de systèmes à ressorts Pour des raisons structurelles, il est également possible d'utiliser plusieurs ressorts pour absorber les efforts et les mouvements. Facile Systèmes à ressort sont Parallèle - et Connexions en série . une) Connexion parallèle Les ressorts sont agencés de telle manière que la charge externe (F) est répartie proportionnellement entre les ressorts individuels, mais la course des ressorts individuels est la même. Il en résulte donc: (Course totale de suspension) (Force totale du ressort) (Raideur totale du ressort) La raideur des ressorts de l'ensemble du système d'une connexion parallèle est toujours supérieure à la raideur des ressorts individuels b) Connexion en série Les ressorts sont disposés les uns derrière les autres, de sorte que la même force agit sur chaque ressort, mais la course du ressort est divisée entre les ressorts individuels. Il en résulte: (Course totale de suspension) (Force totale du ressort) (Raideur totale du ressort) La raideur des ressorts de l'ensemble du système d'une connexion en série est toujours inférieure à la raideur des ressorts individuels c) Circuit mixte Plusieurs ressorts sont connectés en parallèle et l'un derrière l'autre. En raison de l'équilibre, R1 = R2 et R3 = R4 doivent être. Dans le cas illustré, ce qui suit s'applique: (Raideur totale du ressort) La...

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Conception des ressorts métalliques – Partie 2 « Calcul »

Conception de ressorts métalliques – Partie 1 «Bases»