Az alábbiakban összefoglaljuk az alapokat Tavaszi tervezés nak,-nek Kompressziós rugók , Feszítő rugók és Lábrugók .
A műszaki rugók ma is az egyik legfontosabb gépelemek, és sikeresen használják járművekben, precíziós mechanikus vagy elektrotechnikai eszközökben, orvosi eszközökben, háztartási készülékekben és még sok másban. A teljes eszköz vagy géprész működése gyakran a fémrugó problémamentes működésétől függ.
A fémrugók olyan elemek, amelyek terhelés alatt szándékosan deformálódnak, és a teher eltávolításakor visszatérnek eredeti alakjukhoz. A szállított energia in Tavaszi munka (W) átalakult és később egy későbbi időpontban ismét felszabadult (energiatároló). A fémrugók azonban csak az erre a célra tervezett határokon belül hajtják végre megbízhatóan ezt a deformációt és energiaelnyelő képességet. Ezért a helyes Tavaszi tervezés és Tavaszi számítás a tökéletesen működő fémrugó fontos eleme.
Table of Contents
A rugó jelleggörbéje
A fémrugók vagy a műszaki rugók az Ön szerint készülnek Tavaszi jellegzetesség megítélték. Ez a tavaszi jellemző a Rugóerő (F) a rugós menet (ek) t jelenti. Mivel attól függően, hogy melyik rugótulajdonságra van szükség (lineáris, progresszív, degresszív vagy kombinált), a rugó alakja és típusa is változik.
A … val Tavaszi árfolyam (R) a rugó karakterisztikáját a rugós diagram határozza meg. A rugósebesség (R) ezért fontos érték a rugó megfelelő rugóhoz való kialakításakor. Nál nél lineáris rugójellemző a tavaszi sebesség állandó. Az ívelt rugó karakterisztikájú rugók változó rugósebességgel rendelkeznek. A következő képletek alkalmazandók tehát egy lineáris jellemzőre:
nyomó és feszítő rugókhoz
R=\frac{F2-F1}{s2-s1}láb- és torziós rugókhoz
R_{M}=\frac{M2-M1}{\alpha2-\alpha1}
A tavaszi munka
A fémrugó megfeszítésekor olyan munka történik, amelyet a feszültség felszabadulásakor ezután újra elengednek. A tavaszi munka (W) mindig a rugó karakterisztika alatti területként jelenik meg. Lineáris rugójellemzővel a következők érvényesek:
nyomó és feszítő rugókhoz
W=\frac{1}{2}F\cdot sláb- és torziós rugókhoz
W=\frac{1}{2}M\cdot \alphaA térfogat hasznossági értékének kiszámításával különböző típusú rugókat lehet meghatározni a rugós munkák arányának felhasználásával (W) és a telepítési hely (V) összehasonlítani egymással:
\eta_{A}=\frac{W}{V}
A hiszterézis
A felfüggesztés viselkedését külső súrlódás befolyásolhatja. Ezek a súrlódási erők akadályozzák a tavasz talpra állását. Váltakozó terhelések esetén ezt a formában fejezzük ki Hiszterézis hurok . A rugós munka egy részét a súrlódás hővé alakítja, majd „elveszik”. Mivel ez nem kívánatos a rugók használatakor, minden súrlódást elrendezéssel és Toll formája elkerülendő.
A kikapcsolódás
Például, ha nyomórugót használunk magasabb hőmérséklet párhuzamos lemezek között egy bizonyos hosszúságúra összenyomódik, megállapítható, hogy a Rugóerő az idő múlásával fokozatosan csökken. Ez az erőveszteség növekszik a hőmérséklet és a feszültség növekedésével.
Kikapcsolódás az anyag olyan plasztikus alakváltozás, amely állandó telepítési hosszúságú erővesztésként nyilvánul meg. Ezt az F1 kimeneti erő százalékában adják meg:
Relaxáció=\frac{\Delta F\cdot 100}{F1}A következő ábra a relaxáció alapfolyamatát és a relaxációs sebességet mutatja:
A 48 óra elteltével bekövetkező relaxációs értékeket jellegzetes értékeknek tekintjük, bár a relaxáció ebben a pillanatban még nem teljes. Anyagfüggő relaxációs diagramok megtalálhatók az EN 13906-1 szabványban. Ezeket a tervező csak akkor veheti fel, ha a rugóerő állandóságára magas követelményeket támasztanak. A különböző hőmérsékleti állapotokban történő relaxációt a Tavaszi számítási program WinFSB a Gutekunst Federn-től, elérhető a címen www.federnshop.com , látható.
A rugó anyagának helyes megválasztása
A fémrugókat megfelelő rugóanyagból kell gyártani, és úgy kell megtervezni és alakítani, hogy az alkalmazott terhelés megszüntetése után visszatérjenek eredeti alakjukba. Ezt a tulajdonságot a rugalmassági modulusz és a csúszó modulban. Ezek Anyagi paraméterek fejezze ki a feszültség és a megnyúlás kapcsolatát, és a lehető legmagasabb értékkel kell rendelkeznie.
Ezenkívül a rugós anyagoknak:
- magas rugalmassági határok, azaz nagy, tisztán rugalmas tartomány,
- a megfelelő feszültségeket is megemelkedett hőmérséklet nagyobb erőveszteség nélkül elviselni (alacsony relaxáció),
- nagy a fáradási szilárdsága (finomszemcsés szerkezet, szennyeződésektől mentes),
- kellő deformálhatósággal rendelkezik,
- a lehető legcsúszóbb felületű legyen,
- ellenállnak a korrózióvédelem bizonyos követelményeinek,
- legyen elektromosan vezető vagy nem mágneses.
Különböző rugóanyagok rugalmassági és csúszási modulusai
| Tavaszi anyag | Rugalmassági modulusz [N/mm²] | G modul [N/mm²] |
| Szabadalmaztatott húzott rugós acélhuzal az EN 10270-1 szerint | 206000 | 81500 |
| Olajjal edzett szeleprugó huzal az EN 10270-2 szerint | 206000 | 81500 |
| Melegen hengerelt acél az EN10089 szerint | 206000 | 78500 |
| Hidegen hengerelt szalag az EN 10132 szerint | 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 az EN 12166 szerint | 115000 | 42000 |
| CuZn36 R700 az EN 12166 szerint | 110000 | 39000 |
| CuBe2 az EN 12166 szerint | 120000 | 47000 |
| CuNi18Zn20 az EN 12166 szerint | 135000 | 45000 |
| CuCo2Be az EN 12166 szerint | 130000 | 48000 |
| Inconel X750 | 213000 | 76000 |
| Nimonic 90 | 213000 | 83000 |
| Hastelloy C4 | 210000 | 76000 |
| Titánötvözet TiAl6V4 | 104000 | 39000 |
Az üzemi hőmérséklet hatása a rugóanyag kiválasztására
Magas üzemi hőmérsékleten való viselkedés
Az üzemi hőmérséklet szintje jelentősen befolyásolhatja a rugó működését, mivel a hőmérséklet emelkedésével nő a relaxációs hajlam. A relaxációs diagramok kiértékelése után a következő határhőmérsékleteket lehet beállítani a legfontosabb rugós anyagokra.
Korlátozza a rugós anyagok hőmérsékletét minimális relaxáció mellett
| Tavaszi anyag | Maximális üzemi hőmérséklet ° C-on | |
| nagy terhelés | alacsony terhelés | |
| Szabadalmaztatott húzott rugós acélhuzal az EN 10270-1 szerint | 60-80 | 80-150 |
| Olajjal edzett szeleprugó huzal az EN 10270-2 szerint | 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 |
Ezenkívül vegye figyelembe a rugós funkció szempontjából fontosakat Anyagtulajdonságok rugalmassági modulusz és a nyíró modulus a hőmérséklet növekedésével csökken. Mind a nyírási, mind a rugalmassági modulust magasabb hőmérsékleten határozzuk meg a következő képlet alkalmazásával, alapul az anyag paramétereit szobahőmérsékleten (20 ° C).
G_{t}=G_{20}=\frac{3620-T}{3600}vagy.
E_{t}=E_{20}=\frac{3620-T}{3600}
Ez lehetővé teszi a tervező számára, hogy meghatározza a tényleges rugóerőket a várható üzemi hőmérsékleten.
Viselkedés alacsony üzemi hőmérsékleten
Ha hűtőrendszerekben használják, űrben vagy ha télen nagyon hideg van, a – 200 ° -ot is el kell viselni. Annak ellenére, hogy emelkedett szakítószilárdság az alacsony hőmérsékletnek kedvezőtlen hatása van, mivel az anyagok szívóssága csökken és törékeny törések léphetnek fel. A rozsdamentes rugóacélok, valamint a réz- és nikkelötvözetek előnyösebbek, mint a szabadalmaztatott rugós huzalok és a szeleprugó-huzalok alacsony hőmérsékleten. Az alábbi táblázat a határhőmérsékleteket mutatja.
Ajánlások alacsony hőmérsékleten történő alkalmazásra
| Tavaszi anyag | Minimális üzemi hőmérséklet ° C-ban |
| Szabadalmaztatott húzott rugós acélhuzal az EN 10270-1 szerint | -60 |
| Olajjal edzett szeleprugó huzal az EN 10270-2 szerint | -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 |
Rugós rendszerek használata
Szerkezeti okokból több rugó is használható az erők és mozgások elnyelésére. Egyszerű Rugós rendszerek vannak Párhuzamos – és Soros kapcsolatok .
a) Párhuzamos kapcsolat
A rugók úgy vannak elrendezve, hogy a külső terhelés (F) arányosan oszlik meg az egyes rugók között, de az egyes rugók útja megegyezik. Tehát ez eredményezi:
s=s1=s2=s3=... (teljes rugóút) F=F1+F2+F3+... (teljes rugóerő) R=R1+R2+R3+... (teljes rugóerő)A párhuzamos kapcsolat teljes rendszerének rugósebessége mindig nagyobb, mint az egyes rugók rugósebessége
b) Soros kapcsolat
A rugók egymás után vannak elrendezve, így minden rugóra ugyanaz az erő hat, de a rugó mozgása megoszlik az egyes rugók között. Ennek eredményeként:
s=s1+s2+s3+... (teljes felfüggesztési út) F=F1=F2=F3=... (teljes rugóerő) R=\frac{1}{\frac{1}{R1}+\frac{1}{R2}+\frac{1}{R3}+...} (Teljes tavaszi arány)A soros csatlakozás teljes rendszerének rugósebessége mindig kisebb, mint az egyes rugók rugósebessége
c) Vegyes áramkör
Több rugó párhuzamosan és egymás mögött van összekötve. Az egyensúly miatt R1 = R2 és R3 = R4 kell, hogy legyen. A bemutatott esetben a következők érvényesek:
R=\frac{1}{\frac{1}{R1+R2}+\frac{1}{R3+R4}+...} (Teljes tavaszi arány)A bemutatott keverőkör teljes rendszerének rugósebessége az egyes rugók legkisebb és legnagyobb rugósebessége között van!
Az információs sorozat második részében „ Fémrugók tervezése – 2. rész „Számítás msgstr „megadjuk Önnek a Funkció és szilárdság-ellenőrzés a Kompressziós rugók , Feszítő rugók és Lábrugók előtt.
Ha egyedi rugótervezésre van szüksége, egyszerűen küldje el nekünk a service@federnshop.com címre a kívánt fémrugó főbb adatait , vagy vegye fel a kapcsolatot műszaki osztályunkkal a (+49) 035877 227-11-es telefonszámon, vagy használja a Gutekunst WinFSB rugószámítási programját a www.federnshop.com címen a nyomó-, húzó- és torziós rugók ingyenes kiszámításához.
További információ: