Hogyan készül a feszítőrugó , milyen hatással van a feszítőrugó kialakítása , a fűzőlyuk alakja , a rugó jellemzői és a rugóanyagok , és mit jelentenek a szakkifejezések, mint az előfeszítés, lazítás , folyáshatár és dinamikus terhelés a feszítőrugóra? Annak érdekében, hogy felfrissítse az alapvető ismereteket a következő feszítőrugó tervezéshez (videó), Gutekunst Federn röviden kitér ezekre a feszítőrugóval kapcsolatos témákra. Mert ahol az erőt nem nyomással, hanem feszítéssel kell kifejteni, ott a feszítőrugót nem lehet megkerülni. A feszítőrugókat visszatérő rugóként használják például a járműgyártásban, valamint garázsajtókban, zárakban, ágykeretekben és relékben az üzem- és berendezésgyártásban. Néha több feszítőrugóval rendelkező feszítőrugó -rendszereket is használnak. A leggyakoribb alkalmazási példák a garázskapu rugós csomagjai vagy az ágydobozokhoz párhuzamosan kapcsolt összecsukható mechanizmusok, ahol a nagyobb tömegű alkatrészeket állandó erőkkel és rugónyomatékokkal tartják a helyükön.
A termelés
A feszítőrugók kerek vagy ovális rugós acélhuzalokból készülnek. A rugós acélhuzalt általában a hidegalakítási eljárás során tetszőleges formára hozzák, vagy egyujjas rendszerrel egy tüske köré tekerve, vagy – teljesen automatikus rugótekercselő gépek esetén – több huzalvezető csap segítségével (két- ujj- vagy háromujjas rendszer). A fűzőlyukak vagy közvetlenül a tekercselés során, vagy egy következő munkalépésben kerülnek felállításra. A feszítőrugókat általában henger alakúra készítik, mindkét oldalon 1/1-es német füllel az EN 13906-2 szabvány szerint . A rugóspecialista Gutekunst összeállított egy rövid videót a YouTube-on, amely bemutatja, hogyan készül a fémrugó. Csak keresd a google ” tavaszi produkciós videót “.
Rugótípusok és fűzőlyuk típusok
A lineáris rugókarakterisztikával rendelkező hengeres feszítőrugó-konstrukció mellett gyakran gyártanak kúpos vagy hordó alakú feszítőrugókat is. A kúposan kúpos rugóvégekkel a progresszív rugó karakterisztika mellett hosszabb élettartam érhető el. A feszítőrugó kialakítása nem hoz létre degresszív erőfolyamot; ehhez feszítőrugós kar mechanizmus kell, mint egy ágydobozban. Az alkalmazástól függően különböző fűzőlyukformákat használnak. A klasszikus fűzőlyuk formák, mint az 1/1-es német fűzőlyuk vagy a horgos fűzőlyuk mellett elérhetők olyan ellenállóbb rugóvégek is, mint a becsavart menetes csavar vagy a becsavart menetes dugó, amelyek hosszabb élettartamot érnek el. Általánosságban elmondható, hogy a feszítőrugók a fűzőlyukak miatt nem alkalmasak állandó használatra, mivel a fűzőlyuk csatlakozása az átmeneti ívhez a fő gyenge pont.
Három erő lép fel a feszítőrugó fűzőlyukakban – a húzó terhelés, a torziós terhelés és a hajlító terhelés. Ezért a feszítőrugóknál ügyelni kell arra, hogy az erő központilag hatjon a fűzőlyukra, különben megnő a fűzőlyuk eltörésének veszélye. Ezenkívül a rugótest és a rugószem közötti átmenet sugarának (r) mindig nagyobbnak kell lennie, mint a huzal idomszere (d).
előtöltés
A feszítőrugó esetében a gyártás során előfeszítés jön létre a következő tekercshez való csavarással. Ez az előfeszítés nagyrészt azért kívánatos, mert minimálisra csökkenti a főrugó szükséges működési hosszát. A feszítőrugók gyártására azonban az alábbiak vonatkoznak: minél nagyobb az előfeszítés, annál magasabbak a gyártási költségek. Az előfeszítés a “w = D/d” tekercselési aránytól is függ (“D” a tekercselés átmérője, “d” huzalvastagság), a tekercselési arány növekedésével csökken. Ha nem kívánatos előfeszítés egy feszítőrugónál, például egy tartományrugóval, akkor ez később szinte teljesen eltávolítható magasabb temperálási hőmérséklet és hosszabb temperálási idő használatával. Még a melegen alakított hosszabbító rugók sem tartalmaznak előfeszítést. Annak érdekében, hogy garantálni lehessen a szükséges rugótulajdonságokat, mint például a szerkezeti méretek vagy erőtulajdonságok, a gyártás után az előfeszítést (F0) vagy az átlagos tekercsátmérőt (D) általában gyártáskompenzációként tolerálják.
Relaxáció, nyírófeszültség és rugóerők
Mint minden fémrugó esetében, a rugóerő egy bizonyos százaléka elvész, ha a feszítőrugót hosszabb ideig, magasabb hőmérsékleten terhelés éri. Ezt az erőveszteséget relaxációnak nevezik, és a hőmérséklet és a stressz növekedésével növekszik. Mivel a lazítás anyagtól és hőmérséklettől függően akár 20 százalékos teljesítményveszteséget is jelenthet, a maximális rugókihajlás a megengedett feszültség maximum 80 százaléka legyen. Ha a feszítőrugó terhelésekor a nyírófeszültség meghaladja a folyáshatár megengedett értékét, az előfeszítés tartósan csökken, vagy a feszítőrugó deformálódik. Ezenkívül figyelmet kell fordítani a feszítőrugó rezonanciarezgésére; Ideális esetben a gerjesztési frekvencia rezgései tízszer alacsonyabbak a rugó sajátfrekvenciájánál, ellenkező esetben jelentős feszültségnövekedés léphet fel, ami rugótöréshez vezethet.
A rugóerő/rugó merevsége a rugóacél huzaltól és a rugósebességtől vagy rugóállandótól függ. A rugósebesség meghatározza a rugóerő és a rugó elhajlás arányát is. A rugóerő méretezése alapvetően a következő intézkedésekkel befolyásolható:
- A huzal átmérője (d) nagyobb> keményebben tavasszal
- A tekercs átmérője (De) nagyobb> tavasszal lágyabb
- A rugalmas tekercsek száma (n) nagyobb> tavasszal lágyabb
dinamikus terhelés
A dinamikus terhelések olyan terhelések, amelyek idővel több mint 10 000 ütéssel változnak. A nyomórugóktól eltérően a hosszabbító rugókhoz nincsenek kifáradási szilárdsági diagramok, amelyek az anyag, a huzalátmérő és az emelőfeszültség alapján adnak meg egy lehetséges dinamikus feszültségteret. Ennek oka a fűzőlyukak sokfélesége, amelyek többségének nincs kifáradási szilárdsága a rugótesttől a fűzőlyukhoz való átmenet miatt. Az olyan fűzőlyukformák, mint a becsavart menetes dugó vagy a becsavart menetes csavar jobb dinamikus tulajdonságokkal rendelkeznek, de minden dinamikusan használt feszítőrugóra valós élettartam-teszteket kell végezni az adott munkaalkalmazáshoz.
rugós anyag és felület
A rugós acélhuzal kiválasztása nem csak a rugóerőt befolyásolja, hanem a megfelelő tulajdonságokat is kínálja az adott rugó alkalmazásához. A normál ötvözetlen rugóacél huzalokon kívül rozsdamentes rugóacélokat, SiCr-vel ötvözött szeleprugóhuzalokat, rézötvözeteket a jó elektromos tulajdonságokért, nikkelötvözeteket a magas hő- és korrózióállóságért, valamint titánötvözeteket is használnak a repüléstechnika legmagasabb követelményeihez. Ezen kívül különféle felületkezelésekkel lehet optimalizálni a rugót. A főrugók felületkezelése azonban nehézkes, mivel a tekercsek olyan közel vannak egymáshoz.
érvek és ellenérvek
A feszítőrugó hátránya a beépítési hely mérete, a fűzőlyuk csatlakozásának érzékeny pontja és az ebből adódó teljes rugóerő-veszteség a fűzőszem törése után. A feszítőrugó legfontosabb előnyei a kihajlásmentesség, a centrikus erőátvitel lehetősége és a vezetőelemek, például hüvelyek vagy tüskék elhagyása miatti súrlódásmentessége.
A feszítőrugók témájával kapcsolatos további információk az alábbi linkeken vagy a (+49) 035877 227-11 telefonszámon találhatók. Sok sikert!
További információ:
- Feszítőrugók tervezése (videó)