Бесплатная техническая библиотека

Пружина под копирку. Домашняя мастерская

Справочник / Домашняя мастерская

 Комментарии к статье

В настоящее время в магазинах можно без проблем приобрести практически любые необходимые в домашнем хозяйстве изделия. В то же время внимание и творческие усилия самодеятельных конструкторов все больше направляются на технически сложные объекты: тракторы, вездеходы, легковые автомобили и даже самолеты. Меняется и подход самодельщиков к реализации задуманных проектов; их не пугает необходимость самостоятельного изготовления сложных и точных деталей, к которым к тому же могут предъявляться жесткие требования по прочности. Одним из таких типичных элементов, присутствующих практически во всех энергоемких конструкциях, являются винтовые цилиндрические пружины растяжения или сжатия. В связи с этим предлагаем методику, которая поможет изготовлению ответственных пружин с необходимым качеством и точностью.

Предлагаемый способ навивки винтовых цилиндрических пружин реализуется на токарно-винторезном станке при помощи специального приспособления, состоящего из оправки и копира. В патроне станка крепится оправка с зацепом в виде отверстия в торце фланца для фиксирования начала пружинной проволоки. В резцедержатель устанавливается державка с копиром. Копир - это вал с нарезанной винтовой канавкой переменного шага, который свободно вращается в двух подшипниках. Канавки в начале и в конце копира обеспечивают навивку поджатых витков пружины, а центральная часть - навивку рабочих витков с необходимыми шагом и диаметром.

Державка копира представляет собой конструкцию, сваренную из 40-мм стальной пластины, усиленную ребром из 10-мм полосы, и двух корпусов подшипников. Правый корпус приварен к пластине, а левый крепится болтами М12 (для обеспечения возможности замены копира).

Конкретные чертежи на державку не представлены, поскольку они диктуются типом токарно-винторезного станка и размерами навиваемой пружины. Изготовление пружины производится в следующей последовательности. Сначала заготовка - мерный отрезок проволоки отогнутым под 90° концом длиной 4 - 5 d пропускается снизу под копиром и устанавливается в отверстие-зацеп оправки. Затем копир поворачивается вручную до совпадения начала канавки с положением проволоки. Ее натяг и постоянный контакт с винтовой канавкой копира обеспечиваются значительным сопротивлением изгибу пружинной стали заготовки. Процесс формирования пружины начинается включением шпинделя станка на минимальных оборотах. Проволока навивается на оправку, а шаг задается винтовой канавкой вращающегося в подшипниках копира.

Схема навивки цилиндрических винтовых пружин с помощью копира (нажмите для увеличения): 1 -оправка; 2 - съемный корпус подшипника; 3 - проволока; 4 - ребро усиления; 5 - пластина; 6 - резццержатель токарно-винторезного станка; 7 - приваренный корпус подшипника; 8 - копир; 9 - трехкулачковый патрон

Ниже приводится методика расчета параметров оправки и копира, обеспечивающих необходимые размеры пружины.

Принятые обозначения при проведении расчетов. Исходные данные (размеры пружины): n - число рабочих витков; n₁- полное число витков; t - шаг рабочей части; D_o - внутренний диаметр; D_ср.- средний диаметр.

Параметры копира: l - длина рабочей части; D_коп.- внутренний диаметр канавки; D_нл.- диаметр нейтральной линии витков, навиваемых на оправку; k = D_нл./D_коп.- поправочный коэффициент; Т - шаг винтовой линии рабочей части;

Т_n- шаг винтовой линии заходной и выходной частей.

Оправка: d_опр.- диаметр.

Промежуточные расчетные величины: L - длина одного витка пружины без учета шага;

D_ср.опр.- средний диаметр витков пружины, навитых на оправку;

X - табличный коэффициент для определения нейтральной линии при изгибе;

β - коэффициент, учитывающий пружинные свойства проволоки;

n_опр.- число рабочих витков пружины, навиваемых на оправку с учетом упругости проволоки;

L₁-длина проволоки, проходящей по рабочей части копира; L₂- длина проволоки рабочих витков пружины, навитых на оправку;

L₃- длина проволоки, навитой на оправку с учетом поджатых витков;

L₄- длина проволоки пружины согласно чертежу.

Решающее значение при расчете имеет величина, учитывающая упругость проволоки при изгибе. Она используется при определении диаметра оправки и количества витков попр. Для определения значения этой величины рекомендуется следующая последовательность. В первом приближении изготавливается оправка диаметром D_о. На токарновинторезном станке на оправку навивается 5 - 10 витков проволоки с шагом подачи, приблизительно равным шагу пружины. При этом в резцедержатель устанавливается специальный ролик с канавкой. После навивки определяется угол раскручивания всех витков пружины ą, вычисляется угол, приходящийся на один виток и в заключение - коэффициент В = ą₁/360°/, учитывающий упругость проволоки из заданного материала.

Параметры оправки и проволоки

При заданных размерах пружины по вышеописанной методике экспериментально установлено увеличение дуги окружности одного витка на 30° после снятия с оправки диаметром 42 мм, что соответствует увеличению длины витка в 1,083 раза (β = 30° 360° = 0,083).

Исходя из этого,

D_ср.опр.= (L - βL)/ π = L (1 - β)/π = 157x0,917/3,14 = 46 мм,

где L = π D_ср.= 3,14x50 = 157 мм;

d_опр.= D_ср.опр.- d = 46 - 8 = 38 мм

n_опр.= 1,083n + 0,25 = 1,083 + 0,25= ~10,

где 0,25 - добавочная часть витка с учетом допуска числа рабочих витков.

Диаметр нейтральной линии витка на оправке (рис. 2) вычисляется по формуле:D_нл.= d_опр.+ 2dX.X - определяется по табл.1 в зависимости от соотношения d_опр./2d (в нашем случае 38/ (2x8) = 2,375)Методом интерполяции и вычисляем X = 0,458 и округляем до 0,46.Тогда Dнл = 45,36 мм.

Таблица 1

(нажмите для увеличения)

Dкоп в первом приближении принимается равным D_о= 42 мм.

Тогда коэффициент k = D_ил./D_коп.= 45,36/42= 1,08.Длина рабочей части копира: = t·n = 14x9 = 126 мм.

Расчетный шаг рабочей части копира: Т = l/(n_опр.k) = 126/(10x1,08) = 11,67 мм.

Полученный расчетный шаг рабочей части копира округляется до ближайшего шага подачи токарно-винторезного станка (Т = 12 мм), чтобы обеспечить возможность нарезки винтовой канавки. Для сохранения заданного шага пружины внутренний диаметр канавки копира пересчитывается из условия выбранного шага копира:k = l/(Т n_опр.) = 126/(12x10) = 1,05.Тогда D_коп.= D_нл./к = 45,36/1,05 = 43,2 мм.

Число витков заходной и выходной частей копира выбрано равным 1,5.

Шаг канавки этих частей определяется по экспериментально установленной формуле: Т = 0,875d = 0,875x8 = 7 мм, и принимается равным ближайшему шагу подачи на станке (7 мм).Заходная и выходная части привариваются к оси копира или крепятся двумя штифтами диаметром 8 мм и двумя винтами М8. Сопряжение канавок заходной и выходной частей копира с канавкой рабочей части обрабатывается вручную соответствующим напильником, обеспечивая плавность перехода. Материал копира - сталь 45, термообработка - закалка до твердости HRC38...42. Для проверки расчетов определяется длина проволоки:L₁= D_коп.π 1/Т = 43,2x3,14x126/12 = 1425 мми сравнивается с длиной проволоки:L₂= D_нл.π n_опр.= 45,36x3,14x10 = 1425 мм.Также сравнивается длина проволоки:L₃= D_нл.π (n_опр.+ 2x1,083) = 45,36x3,14(10+2x1,083) = 1733 мм с длиной проволоки:L₄= (D_о+2d X) π n = (42 + 2x8x0,46) хЗ,14x11 = 1705 мм.

При правильном расчете погрешность λ не должна превышать 2,5%. В нашем случае:λ = (L₃- L₄) 100%/L₄= (1733 - 1705)100/1705= 1,6%.

Автор: В.Виниченко

 Рекомендуем интересные статьи раздела Домашняя мастерская:

▪ Гидравлический трубогиб

▪ Электрощетка

▪ Маятниковая пила

Смотрите другие статьи раздела Домашняя мастерская.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Музыкальный формат EnCodec 06.11.2022 Компания Meta, которой принадлежат проекты Facebook, Instagram и WhatsApp, представила новый метод сжатия аудио на основе искусственного интеллекта под названием EnCodec. Он может сжимать аудио в 10 раз лучше, чем формат MP3. Новый метод может применяться для потоковой передачи звука в режиме реального времени, что поможет значительно улучшить качество речи при подключениях с низкой пропускной способностью, таких как телефонные звонки в районах с нестабильной связью. Метод также работает и для музыки, так что когда-то с его помощью мы получим действительно маленькие музыкальные аудиофайлы. nCodec может сжимать аудио в 10 раз сильнее, чем формат mp3 со скоростью 64 килобита в секунду без потери качества. Благодаря этому файл будет занимать в 10 раз меньше места на жестком диске при тех же характеристиках звучания. Разработчики отмечают, что нейросеть очень качественно выполняет свою задачу, а слух человека не сможет уловить разницу между оригиналом и перекодированным источником. Теперь новая технология Meta остается на исследовательской стадии, но она указывает на хорошие перспективы, где высококачественное аудио будет использовать меньшую пропускную способность, что было бы отличным новшеством для провайдеров, сети которых перегружены от потокового медиа.

Другие интересные новости:

▪ Cпецификация MIPI CSI-2 v1.3

▪ Умный браслет Microsoft Band

▪ Съедобный хлопок

▪ Африка кормит Бразилию

▪ Получение воды даже из воздуха пустыни

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Применение микросхем. Подборка статей

▪ статья Табачный дым, его составляющие, влияние на окружающих. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Сколько видов пальм существует? Подробный ответ

▪ статья Специалист по методам расширения рынка сбыта. Должностная инструкция

▪ статья Кто быстрее? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Видеопроцессоры серии TDA88xx. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025