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:

▪ Цанговый зажим

▪ Тиски в зажиме

▪ Универсальный станок

Смотрите другие статьи раздела Домашняя мастерская.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Технология быстрой зарядки мобильника 14.02.2013 Qualcomm официально представила на технологию ускоренной зарядки смартфонов и планшетов Quick Charge 1.0. Quick Charge 1.0 позволяет мобильному устройству заряжаться максимум на 40% быстрее по сравнению с моделями, в которых данная технология отсутствует. "Телефон без технологии Quick Charge 1.0 должен быть подключен к розетке в течение более 4 часов, а с ней - три часа или меньше", - рассказали в Qualcomm. Технология уже находится в более чем 70 моделях мобильных устройств с процессорами Snapdragon, в которых она реализована, включая Samsung Galaxy S III, Nokia Lumia 920 и LG Nexus 4. Никаких дополнительных действий для использования Quick Charge 1.0 предпринимать не нужно. Технология работает автоматически при зарядке через стандартный кабель.

Другие интересные новости:

▪ Телевизор вредит мозгу

▪ Защищенный планшет Dell Latitude 7212 Rugged Extreme Tablet

▪ SMS для троллейбусов

▪ Полнокадровая 42-Мп камера Sony a99 II

▪ Универсальный беспроводной зарядник от Samsung

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Акустические системы. Подборка статей

▪ статья Табула раса. Крылатое выражение

▪ статья Что такое ревматизм? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Funai. Справочник

▪ статья Стереофонический трехламповый усилитель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Импульсный блок питания для УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026