Тарельчатые
пружины из рессорно-пружинной стали работают при температуре от минус 60 до
плюс 120°С. Стандарт не распространяется на пружины, предназначенные для
работы в агрессивных или иных средах, когда необходимо применять специальные
материалы.
Основные
параметры и размеры.
По виду
нагружения тарельчатые пружины подразделяют на классы, указанные в табл. 31.
По
исполнению пружины подразделяют на типы: 1 — пружины с наклонными кромками; 2 —
пружины с наклонными кромками и опорными плоскостями при толщине пружин более
1мм; 3 — пружины с параллельными кромками по наружному и внутреннему диаметрам;
4 — пружины с параллельными кромками по наружному и внутреннему диаметрам и
опорными плоскостями при толщине пружин более 1,0мм.
(Пружины
типов 3 и 4 изготовляют только по согласованию с изготовителем).
31. Вид нагружения и классы пружин
Класс пружин |
Нагружение |
Выносливость в циклах N*, не менее |
I |
Циклическое |
2·106 |
II |
Статическое и циклическое |
104 |
* Гамма-
процентный ресурс при γ = 98%.
Примечание. Рабочая деформация s пружин I
класса должна быть не более 0,6s3, II класса — не более 0,8s3.
Предварительная деформация s1 должна быть не менее 0,2s3.
32. Основные параметры и размеры тарельчатых пружин
типов 1 и 3
Размеры, мм
Пружина типа 1
Пружина типа 3
А и Б —
поверхности по наружному и внутреннему диаметрам
Номер пружины |
Сила |
Наружный диаметр пружины D1 |
Внутренний диаметр пружины D2 |
Толщина пружины l |
Максимальная деформация s3 |
Высота пружины l0 |
s3/t |
Сила F, Н, при деформации |
Масса, кг |
|||
0,2s3 |
0,4s3 |
0,6s3 |
0,8s3 |
|||||||||
037 |
800 |
22,4 |
9,00 |
0,80 |
0,65 |
1,45 |
0,8 |
236 |
421 |
569 |
691 |
0,0021 |
038 |
900 |
12,5 |
6,30 |
0,70 |
0.30 |
1,00 |
0,4 |
197 |
379 |
549 |
712 |
0,0005 |
039 |
22,4 |
12,50 |
0,80 |
0,60 |
1,40 |
0,8 |
244 |
441 |
603 |
741 |
0,0017 |
|
040 |
35,5 |
18.30 |
0.90 |
1,15 |
2,05 |
1.3 |
387 |
635 |
778 |
851 |
0,0051 |
|
041 |
1000 |
16,0 |
9,00 |
0,80 |
0,35 |
1,15 |
0,4 |
227 |
435 |
630 |
816 |
0,0009 |
042 |
20,0 |
10,00 |
0,80 |
0,65 |
1,45 |
0,8 |
322 |
576 |
777 |
944 |
0,0015 |
|
043 |
25,0 |
10,50 |
0,90 |
0,70 |
1,60 |
0,8 |
287 |
515 |
700 |
856 |
0,0028 |
|
044 |
1120 |
25,0 |
14,00 |
0,90 |
0,70 |
1,60 |
0,8 |
332 |
597 |
812 |
993 |
0,0024 |
045 |
40,0 |
20,40 |
1,00 |
1,30 |
2,30 |
1,3 |
479 |
783 |
955 |
1040 |
0,0073 |
|
046 |
1250 |
28,0 |
12,00 |
1,00 |
0,80 |
1,80 |
0,8 |
367 |
656 |
888 |
1081 |
0,0039 |
047 |
1400 |
20,0 |
10,0 |
0,85 |
0,65 |
1,50 |
0,8 |
373 |
672 |
916 |
1123 |
0,0016 |
048 |
25,0 |
10,0 |
1,00 |
0,70 |
1,70 |
0,7 |
366 |
668 |
923 |
1145 |
0,0032 |
|
049 |
31,5 |
12,5 |
1,05 |
1,00 |
2,05 |
1,0 |
464 |
807 |
1057 |
1246 |
0,0054 |
|
050 |
1600 |
16,0 |
8,0 |
1,00 |
0,30 |
1,30 |
0,3 |
328 |
643 |
947 |
1245 |
0,0012 |
051 |
20,0 |
9,0 |
1,00 |
0,50 |
1,50 |
0,5 |
370 |
701 |
1005 |
1290 |
0,0020 |
|
052 |
25.0 |
12,5 |
1,05 |
0,65 |
1,70 |
0,6 |
404 |
749 |
1051 |
1324 |
0,0030 |
|
053 |
50,0 |
25,4 |
1,25 |
1,60 |
2,85 |
1,3 |
722 |
1184 |
1450 |
1586 |
0,0143 |
|
054 |
1800 |
20,0 |
11,2 |
1,00 |
0,50 |
1,50 |
0,5 |
419 |
795 |
1139 |
1462 |
0,0017 |
055 |
25,0 |
14,0 |
1,00 |
0,80 |
1,80 |
0,8 |
531 |
950 |
1285 |
1565 |
0,0026 |
|
056 |
31,5 |
16,0 |
1,15 |
0,90 |
2,05 |
0,8 |
527 |
947 |
1285 |
1571 |
0,0052 |
|
057 |
2000 |
20,0 |
10,2 |
1,10 |
0,45 |
1,55 |
0,4 |
446 |
860 |
1250 |
1630 |
0,0020 |
058 |
25,0 |
10,0 |
1,20 |
0,60 |
1,80 |
0,5 |
473 |
897 |
1286 |
1650 |
0,0038 |
|
059 |
35,5 |
14,0 |
1.30 |
0,95 |
2,25 |
0,7 |
552 |
1000 |
1374 |
1695 |
0,0085 |
|
060 |
45,0 |
22,4 |
1,25 |
1,60 |
2,85 |
1,3 |
883 |
1447 |
1773 |
1939 |
0,0117 |
|
061 |
2240 |
25,0 |
10,0 |
1,30 |
0,50 |
1,80 |
0,4 |
470 |
909 |
1326 |
1728 |
0,0042 |
062 |
2500 |
35,5 |
20,0 |
1,30 |
1,00 |
2,30 |
0,8 |
709 |
1277 |
1739 |
2130 |
0,0069 |
063 |
60,0 |
30,0 |
1,50 |
2,00 |
3,50 |
1,3 |
1124 |
1827 |
2214 |
2392 |
0,0250 |
|
064 |
2800 |
25,0 |
10,0 |
1,40 |
0,55 |
1,95 |
0,4 |
648 |
1253 |
1825 |
2375 |
0,0045 |
065 |
45,0 |
18,0 |
1,50 |
1,40 |
2,90 |
0,9 |
917 |
1598 |
2103 |
2489 |
0,0157 |
|
066 |
50,0 |
25,0 |
1,50 |
1,50 |
3,00 |
1,0 |
915 |
1575 |
2044 |
2385 |
0,0173 |
|
067 |
56,0 |
28,5 |
1.50 |
1,95 |
3,45 |
1,3 |
1237 |
2022 |
2470 |
2685 |
0,0215 |
|
068 |
3150 |
28,0 |
14,0 |
1,40 |
0,70 |
2,10 |
0,5 |
760 |
1442 |
2067 |
2653 |
0,0051 |
069 |
35,0 |
15,0 |
1,50 |
1,00 |
2,50 |
0,7 |
895 |
1645 |
2287 |
2856 |
0,0092 |
|
070 |
40,0 |
20,0 |
1,50 |
1,15 |
2,65 |
0,8 |
910 |
1635 |
2230 |
2730 |
0,0111 |
|
071 |
45,0 |
22,4 |
1,50 |
1,45 |
2,95 |
1,0 |
1060 |
1835 |
2400 |
2820 |
0,0141 |
|
072 |
3550 |
25,0 |
14,0 |
1,40 |
0,55 |
1,95 |
0,4 |
762 |
1470 |
2145 |
2795 |
0,0037 |
073 |
28,0 |
12,0 |
1,50 |
0,70 |
2,20 |
0.5 |
858 |
1640 |
2360 |
3043 |
0,0059 |
|
074 |
35,5 |
16,0 |
1,80 |
0,65 |
2,45 |
0,4 |
824 |
1600 |
2342 |
3060 |
0,0111 |
|
075 |
45,0 |
18,0 |
1,70 |
1,20 |
2,90 |
0,7 |
955 |
1740 |
2400 |
2980 |
0,0105 |
|
076 |
45,0 |
25,0 |
1,50 |
1,50 |
3,0 |
1,0 |
1213 |
2087 |
2710 |
3160 |
0,0129 |
|
077 |
4000 |
28,0 |
12,0 |
1,5 |
0,75 |
2,25 |
0,5 |
937 |
1780 |
2550 |
3273 |
0,0059 |
078 |
31,5 |
11,0 |
1,7 |
0,70 |
2,40 |
0,4 |
916 |
1765 |
2565 |
3330 |
0,0091 |
|
079 |
35,5 |
16,0 |
1,6 |
1,05 |
2,65 |
0,7 |
1120 |
2063 |
2874 |
3596 |
0,0099 |
|
080 |
45,0 |
25,0 |
1,6 |
1,40 |
3,00 |
0,9 |
1239 |
2190 |
2910 |
3490 |
0,0138 |
|
081 |
50,0 |
20,0 |
1,8 |
1,40 |
3,20 |
0,8 |
1132 |
2035 |
2767 |
3383 |
0,0233 |
|
082 |
4500 |
25,0 |
14,0 |
1,6 |
0,50 |
2,10 |
0,3 |
996 |
1947 |
2867 |
3760 |
0,0042 |
083 |
50,0 |
25,0 |
1,8 |
1,45 |
3,25 |
0,8 |
1304 |
2332 |
3150 |
3830 |
0,0208 |
|
084 |
63,0 |
31,0 |
1,8 |
2,35 |
4,15 |
1,3 |
2007 |
3280 |
3990 |
4340 |
0,0334 |
|
085 |
5000 |
31,5 |
16,0 |
1,8 |
0,65 |
2,45 |
0,4 |
1110 |
2150 |
3150 |
4115 |
0,0082 |
086 |
50,0 |
28,0 |
1,8 |
1,50 |
3,30 |
0,8 |
1490 |
2650 |
3560 |
4300 |
0,0190 |
Примечания:
1. ГОСТ
3057-90 предусматривает также пружины типов 1 и 3 силой F3 от 132 до
800Н (номера пружин 001-036) и от 5600 до 710000Н (номера пружин 087-274).
2.
Характеристика «сила-деформация» линейна при отношении s3/t<0,6,
нелинейна при s3/t?0,6.
3. Номер
пружины является составной частью кода ОКП для конкретного типоразмера.
33. Основные параметры и размеры тарельчатых пружин
типов 2 и 4
Размеры, мм
Пружина типа 2
Пружина типа 4
Номер пружины |
Сила F3, H |
Наружный диаметр пружины D1 |
Внутренний диаметр пружины D2 |
Толщина пружины t |
Максимальная деформация s3 |
Высота пружины l0 |
s3/t |
Сила F, Н, при деформации |
Масса, кг |
|||
0,2s3 |
0,4s3 |
0,6s3 |
0,8s3 |
|||||||||
301 |
1200 |
40,0 |
20,4 |
1,00 |
1,30 |
2,30 |
1,3 |
530 |
867 |
1057 |
1151 |
0,0073 |
302 |
1400 |
28,0 |
12,0 |
1,00 |
0,80 |
1,80 |
0,8 |
393 |
704 |
952 |
1159 |
0,0039 |
303 |
25,0 |
10,0 |
1,00 |
0,70 |
1,70 |
0,7 |
393 |
718 |
991 |
1230 |
0,0032 |
|
304 |
1600 |
31,5 |
12,5 |
1,05 |
1,00 |
2,05 |
1,0 |
512 |
889 |
1165 |
1373 |
0,0054 |
305 |
1800 |
16,0 |
8,0 |
1.00 |
0,30 |
1,30 |
0,3 |
382 |
748 |
1103 |
1450 |
0,0012 |
306 |
20,0 |
9,0 |
1,00 |
0,50 |
1,50 |
0,5 |
410 |
778 |
1114 |
1430 |
0,0020 |
|
307 |
25,0 |
12,5 |
1,05 |
0,65 |
1,70 |
0,6 |
444 |
824 |
1156 |
1455 |
0,0030 |
|
308 |
50,0 |
25,4 |
1,25 |
1,60 |
2,85 |
1,3 |
781 |
1280 |
1568 |
1715 |
0,0143 |
|
309 |
2000 |
20,0 |
11,2 |
1,00 |
0,50 |
1,50 |
0,5 |
483 |
917 |
1313 |
1686 |
0,0017 |
310 |
25,0 |
14,0 |
1,00 |
0,80 |
1,80 |
0,8 |
593 |
1062 |
1437 |
1750 |
0,0026 |
|
311 |
31,5 |
16,0 |
1,15 |
0,90 |
2,05 |
0,8 |
601 |
1079 |
1466 |
1791 |
0,0052 |
|
312 |
2240 |
20,9 |
10,2 |
1,10 |
0,45 |
1,55 |
0,4 |
503 |
970 |
1410 |
1830 |
0,0020 |
313 |
25,0 |
10,0 |
1.20 |
0,60 |
1,80 |
0,5 |
508 |
964 |
1381 |
1773 |
0,0038 |
|
314 |
35,5 |
14,0 |
1,30 |
0,95 |
2,25 |
0,7 |
600 |
1089 |
1494 |
1844 |
0,0085 |
|
315 |
45,0 |
22,4 |
1,25 |
1,60 |
2,85 |
1,3 |
961 |
1575 |
1930 |
2110 |
0,1174 |
|
316 |
2360 |
25,0 |
10,0 |
1,30 |
0,50 |
1,80 |
0,4 |
504 |
976 |
1424 |
1856 |
0,0042 |
317 |
2800 |
35,5 |
20,0 |
1,30 |
1,00 |
2,30 |
0,8 |
811 |
1460 |
1988 |
2435 |
0,0069 |
318 |
60,0 |
30,0 |
1,50 |
2,00 |
3,50 |
1,3 |
1230 |
1999 |
2424 |
2618 |
0,0250 |
|
319 |
3150 |
25,0 |
10,0 |
1,40 |
0,55 |
1,95 |
0,4 |
696 |
1345 |
1960 |
2552 |
0,0045 |
320 |
45,0 |
18,0 |
1,50 |
1,40 |
2,90 |
0,9 |
979 |
1706 |
2244 |
2657 |
0,0157 |
|
321 |
50,0 |
25,0 |
1,50 |
1,50 |
3,0 |
1,0 |
991 |
1705 |
2212 |
2580 |
0,0173 |
|
322 |
56,0 |
28,5 |
1,50 |
1,95 |
3,45 |
1,3 |
1363 |
2228 |
2718 |
2959 |
0,0215 |
|
323 |
3550 |
28,0 |
14,0 |
1,40 |
0,70 |
2,10 |
0.5 |
825 |
1565 |
2243 |
2879 |
0,0051 |
324 |
35,0 |
15,0 |
1,50 |
1,00 |
2,50 |
0,7 |
983 |
1807 |
2512 |
3138 |
0,0092 |
|
325 |
40,0 |
20,0 |
1.50 |
1,15 |
2,65 |
0,8 |
1000 |
1801 |
2454 |
3007 |
0,0111 |
|
326 |
45,0 |
22,4 |
1.50 |
1,45 |
2,95 |
1,0 |
1155 |
2000 |
2613 |
3072 |
0,0141 |
|
327 |
4000 |
25,0 |
14,0 |
1,40 |
0,55 |
1,95 |
0,4 |
852 |
1646 |
2399 |
3122 |
0,0037 |
328 |
28,0 |
12,0 |
1,50 |
0,70 |
2,20 |
0,5 |
919 |
1756 |
2530 |
3262 |
0,0059 |
|
329 |
35,5 |
16,0 |
1,80 |
0,65 |
2,45 |
0,4 |
909 |
1766 |
2584 |
3376 |
0,0111 |
|
330 |
45,0 |
18,0 |
1,70 |
1,20 |
2.90 |
0,7 |
1020 |
1860 |
2565 |
3180 |
0,0105 |
|
331 |
45,0 |
25,0 |
1,50 |
1,50 |
3,00 |
1.0 |
1342 |
2309 |
2996 |
3495 |
0,0129 |
|
332 |
4500 |
28,0 |
12,0 |
1,5 |
0,75 |
2,25 |
0.5 |
1005 |
1908 |
2734 |
3509 |
0,0059 |
333 |
31,5 |
11,0 |
1,7 |
0,70 |
2,40 |
0,4 |
998 |
1923 |
2794 |
3629 |
0,0091 |
|
334 |
35,5 |
16,0 |
1.6 |
1.05 |
2.65 |
0,7 |
1235 |
2276 |
3170 |
3967 |
0,0099 |
|
335 |
45,0 |
25,0 |
1,6 |
1,40 |
3,00 |
0,9 |
1371 |
2417 |
3219 |
3860 |
0.0138 |
|
336 |
50,0 |
20,0 |
1,8 |
1,40 |
3.20 |
0,8 |
1201 |
2159 |
2935 |
3590 |
0,0233 |
|
337 |
5000 |
25,0 |
14.0 |
1,6 |
0,50 |
2.10 |
0,3 |
1113 |
2178 |
3205 |
4209 |
0,0042 |
338 |
50,0 |
25,0 |
1,8 |
1,45 |
3,25 |
0,8 |
1412 |
2523 |
3411 |
4148 |
0,0208 |
|
339 |
63,0 |
31,0 |
1,8 |
2,35 |
4,15 |
1,3 |
2181 |
3561 |
4340 |
4718 |
0,0334 |
|
340 |
5600 |
31,5 |
16,0 |
1,8 |
0,65 |
2,45 |
0,4 |
1263 |
2454 |
3591 |
4692 |
0,0082 |
341 |
50,0 |
28,0 |
1,8 |
1,50 |
3,30 |
0,8 |
1631 |
2899 |
3895 |
4710 |
0,0190 |
Примечания:
1. ГОСТ
3057-90 предусматривает также пружины типов 2 и 4 силой F3 от 6300
до 750000Н (номера пружин 342-529).
2.
Характеристика «сила-деформация» линейна при отношении s3/t
<0,6 , нелинейна при s3/t≥ 0,6.
3. Номер
пружины является составной частью кода ОКП для конкретного типоразмера.
4.
Номинальная ширина опорной плоскости bном = 0,5bmах, где bmах
определяют по табл. 34.
По точности
на контролируемые силы или деформации пружины подразделяют на группы:
1 — пружины
с предельными отклонениями сил или деформаций ±5%. Назначают в технически
обоснованных случаях для пружин толщиной более 3мм;
2 — пружины
с предельными отклонениями сил или деформаций ±10%. Назначают для пружин
толщиной более 1мм;
3 — пружины
с предельными отклонениями сил или деформаций ±20%. Назначают для пружин любой
толщины.
Основные
параметры и размеры пружин приведены в табл. 32, 33.
Критерий
отказа пружины — разрушение. Критерий предельного состояния — возникновение
остаточной деформации более 10%.
Примеры
условного обозначения: тарельчатая пружина класса I, типа 1, второй группы точности с размерами
D1 = 50мм, D2 = 20мм, r = 1,8мм; s3 = 1,4мм, с
покрытием Хим. Окc. прм. по ГОСТ 9.306-85, рабочая температура до 50°С.
Пружина тарельчатая 1-1-2-50 × 20 × 1,8
× 1,4 Хим. Окc. прм.
ГОСТ 3057-90
То же, без
покрытия при максимальной рабочей температуре 100°С:
Пружина тарельчатая
1-1-2-50×20×1,8×1,4-100°С
ГОСТ 3057-90
Технические
требования.
1. Пружины
изготовляют из листового, полосового проката или пружинной ленты, изстали
марки 60С2А по ГОСТ 14959-79.
По
согласованию между потребителем и изготовителем допускается изготовление пружин
из сталей марок 60С2, 51ХФА, 60С2ХА, 60С2Н2А, 65С2ВА, 70С2ХА по ГОСТ 14959-79.
2. Твердость
материала готовых пружин должна соответствовать 46…52HRCили 420…512НВ.
3. На
поверхности пружин не допускаются трещины, раковины, расслоения, ржавчина,
следы разъедания, электроожоги.
4. Параметр
шероховатости механически обработанных поверхностей Ra≤ 6,3мкм.
Параметр
шероховатости поверхностей А и Б для пружин 3-й группы точности Ra≤
25мкм.
5. Ширина
опорных плоскостей пружин приведена в табл. 34.
34. Ширина опорных плоскостей, допуски соосности
поверхностей диаметров D1 и D2, допуски параллельности
опорных плоскостей и зазор между опорной плоскостью и контрольной плитой
Размеры, мм
Параметр |
Значение параметра для D1 и D2 |
|||||||
До 10 |
Св. 10 до 30 |
Св. 30 до 50 |
Св. 50 до 80 |
Св. 80 до 125 |
Св. 125 до180 |
Св. 180 до 250 |
Св. 250 |
|
Ширина опорной плоскости*: bmin bmax |
— |
0,2 0,6 |
0,3 1,0 |
0,4 1,4 |
0,5 1,6 |
0,6 2,0 |
0,7 2,4 |
0,8 3,0 |
Допуск соосности поверхностей диаметров D1 и |
— |
0,2 |
0,3 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
Допуск параллельности опорных плоскостей, не |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Зазор между опорной плоскостью и контрольной |
— |
0,1 |
0,15 |
0,15 |
0,2 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
*Определяют
в зависимости от наружного диаметра.
**Определяют
в зависимости от внутреннего диаметра.
Указания по
применению. Пружины
класса II, длительно пребывающие в деформированном состоянии и периодически
нагружаемые, обеспечивают неограниченную стойкость при остаточных деформациях
не более 10% максимальной деформации.
Тарельчатые
пружины применяют в изделиях по одной или в пакетах. Схемы сборки пружин в
пакеты приведены в табл. 35.
Величина
одностороннего зазора между направляющим стержнем и внутренним диаметром
пружин при сборке их в пакеты должна составлять 2…3% минимального внутреннего
диаметра пружин типов 1 и 2 или 3…4% минимального внутреннего диаметра пружин
типов 3 и 4. Под односторонним зазором подразумевают разность между размерами
диаметров направляющего стержня и минимального внутреннего диаметра пружины.
Направляющий
стержень рекомендуется применять с параметром шероховатости поверхности Rа
≤ 2,5мкм и с твердостью поверхности не менее 56HRC.
Для снижения
влияния трения на кинематико-силовые характеристики пружин, работающих в
пакете, рекомендуется применение рабочеконсервированных смазок типа ЛИТОЛ-24,
МС-70 или твердосмазочных антифрикционных покрытий.
Рекомендации
по проектированию пакетов тарельчатых пружин.
1.
Тарельчатые пружины используют в изделиях в пакетах. Схема сборки пружин в пакеты,
а также изменение характеристики «сила-деформация» в зависимости от
схемы сборки пружин показаны в табл. 35.
Сборку
пружин в пакете осуществляют при помощи направляющего стержня или фиксирующих
разделительных колец.
Используя
различные схемы сборки пружин в пакеты, можно, не увеличивая номенклатуры
пружин, менять характеристику «сила-деформация».
2. Параметры
пакета пружин в табл. 35 обозначены: Fпз — сила при максимальной
деформации пакета; n- число пружин при последовательной сборке; n1 —
число пружин при параллельной сборке; К — коэффициент, учитывающий сухое трение
при параллельной сборке (К = 1,06 при двухпараллельной, К = 1,09 при
трехпараллельной, К = 1,12 при четырехпараллельной сборке); Sпз —
максимальная деформация пакета пружин; L0 — высота пакета в
свободном состоянии; ΔL0 — допускаемое отклонение на свободную
высоту пакета.
3. При
циклическом нагружении следует отдавать предпочтение последовательной сборке,
так как влияние контактной и фрикционной коррозии при параллельной сборке
снижает циклическую стойкость пружин.
4. При
использовании в пакете пружин различной толщины необходимо учитывать
возможность перенапряжения пружин, первыми вступающих в работу. Для
предотвращения перенапряжения отдельных пружин применяют промежуточные упоры,
ограничивающие их деформацию.
5. Число
пружин в пакете для обеспечения их равномерной деформации рекомендуется
подбирать таким образом, чтобы высота пакета в свободном состоянии не превышала
3,0D1.
35. Влияние схемы сборки пружин в пакеты на
характеристику «сила-деформация»
Методика определения параметров тарельчатых пружин
36. Формулы для расчета
Наименование параметра |
Расчетная формула или значение |
Сила пружины при рабочей деформации F, Н |
Для пружин: без опорной плоскости (1) с опорной плоскостью (2) с радиусным скруглением кромок (3) где R- радиус скругления кромок |
Сила пружины при максимальной деформации F3, H |
Для пружин: без опорной плоскости (4) с опорной плоскостью (5) с радиусным скруглением кромок (6) |
Напряжение сжатия в кромке l(рис. 7) σ1, Н/мм2 (Напряжение сжатия в кромке l является определяющим для пружин статического нагружения) |
Для пружин: без опорной плоскости (7) с опорной плоскостью (8) с радиальным скруглением кромок (9) |
Напряжение растяжения в кромке IIσII, Н/мм2 (Напряжения растяжения в кромках IIи IIIявляются определяющими при циклическом нагружении) |
Для пружин: без опорной плоскости (10) с опорной плоскостью (11) с радиусным скруглением кромок (12) |
Напряжение растяжения в кромке IIIσIII, Н/мм2 (При расчете определяют максимальные напряжения [σII]3 или [σIII]3 в зависимости от отношения параметров D1/D2 и s3/t(рис. 8) |
Для пружин: без опорной плоскости с опорной плоскостью с радиусным скруглением кромок |
Модуль упругости Е, Н/мм |
Е = 2,06·105 |
Предварительная деформация пружины s1, мм |
s1= (0,2 … 0,4) s3 |
Рабочая деформация пружины s2, мм |
s2 = (0,3 … 0,6) s3 — для пружин Iкласса; s2 = (0,6 … 0,8) s3 — для пружин IIкласса |
Максимальная деформация пружины s3, мм |
Выбирают по табл. 32 и 33 |
Толщина пружины t, мм |
|
Наружный D1, и внутренний D2 диаметры пружины |
|
Коэффициент Пуассона μ |
μ = 0,3 (для сталей) |
Ширина опорной плоскости b, мм |
Выбирают по табл. 34. Номинальная ширина опорной плоскости bном = 0,5 bmаx |
Расчетные коэффициенты: Y C1 C2 А (Коэффициенты Y, С1, С2 допускается определять по табл. 37) |
Для пружин: без опорной плоскости с опорной плоскостью с радиусным скруглениемкромок |
Жесткость пружины с, Н/мм |
Для пружин: без опорной плоскости с опорной плоскостью с радиусным скруглением кромок |
Масса пружины m, кг |
где р = 7,85 · 10—6 кг/мм3 |
Вид характеристики — «сила деформация» определяется отношением s3/t (рис.9).
При отношении s3/t< 0,6 зависимость «сила-деформация» практически линейна.
При отношении s3/t≥ 0,6 зависимость «сила-деформация» нелинейна.
Рис. 7. Напряженные кромки I, II, IIIтарельчатой пружины
Рис. 8. Соотношение напряжений ап и ош в зависимости от соотношений параметров
D1/D2 и s3/t. Области: I — σIII> σII; 2 — σIII = σII; 3-σIII<σII
Рис. 9. Зависимость характеристики «сила-деформация» от отношения s3/t
37. Значение коэффициентов Y, С1 и С2 в зависимости от отношения А = D1/D2
А |
Y |
C1 |
С2 |
А |
У |
C1 |
C2 |
1,30 |
0,388 |
1,044 |
1,092 |
2,16 |
0,715 |
1,256 |
1,438 |
1,32 |
0,404 |
1,050 |
1,101 |
2,18 |
0,718 |
1,260 |
1,446 |
1,34 |
0,420 |
1,055 |
1,109 |
2,20 |
0,721 |
1,264 |
1,453 |
1,36 |
0,435 |
1,061 |
1,118 |
2,22 |
0,723 |
1,269 |
1,461 |
1,38 |
0,450 |
1,066 |
1,127 |
2,24 |
0,726 |
1,273 |
1,468 |
1,40 |
0,463 |
1,072 |
1,135 |
2,26 |
0,728 |
1,277 |
1,476 |
1,42 |
0,476 |
1,077 |
1,144 |
2,28 |
0,730 |
1,282 |
1,483 |
1,44 |
0,480 |
1,082 |
1,152 |
2,30 |
0,733 |
1,286 |
1,490 |
1,46 |
0,501 |
1,088 |
1,161 |
2,32 |
0,735 |
1,290 |
1,498 |
1,48 |
0,512 |
1,093 |
1,169 |
2,34 |
0,737 |
1,294 |
1,505 |
1,50 |
0,523 |
1,098 |
1,178 |
2,36 |
0,739 |
1,299 |
1,512 |
1,52 |
0,534 |
1,103 |
1,186 |
2,38 |
0,741 |
1,303 |
1,520 |
1,54 |
0,544 |
1,109 |
1,194 |
2,40 |
0,742 |
1,307 |
1,527 |
1,56 |
0,553 |
1,114 |
1,203 |
2,42 |
0,744 |
1,311 |
1,534 |
1,58 |
0,563 |
1,119 |
1,211 |
2,44 |
0,746 |
1,315 |
1,542 |
1,60 |
0,571 |
1,124 |
1,219 |
2,46 |
0,747 |
1,320 |
1,549 |
1,62 |
0,580 |
1,129 |
1,227 |
2,48 |
0,749 |
1,324 |
1,556 |
1,64 |
0,588 |
1,134 |
3,235 |
2,50 |
0,750 |
1,328 |
1,563 |
1,66 |
0,596 |
1,139 |
1,244 |
2,52 |
0,752 |
1,332 |
1,570 |
1,68 |
0,603 |
1,144 |
1,252 |
2,54 |
0,753 |
1,336 |
1,578 |
1,70 |
0,610 |
1,149 |
1,260 |
2,56 |
0,754 |
1,340 |
1,585 |
1,72 |
0,617 |
1,154 |
1,268 |
2,58 |
0,756 |
1,344 |
1,592 |
1,74 |
0,624 |
1,159 |
1,276 |
2,60 |
0,757 |
1,348 |
1,599 |
1,76 |
0,630 |
1,163 |
1,284 |
2,62 |
0,758 |
1,352 |
1,606 |
1,78 |
0,636 |
1,168 |
1,292 |
2,64 |
0,759 |
1,356 |
1,613 |
1,80 |
0,642 |
1,173 |
1,300 |
2,66 |
0,760 |
1,360 |
1,620 |
1,82 |
0,647 |
1,178 |
1,308 |
2,68 |
0,761 |
1,364 |
1,627 |
1,84 |
0,653 |
1,183 |
1,315 |
2,70 |
0,762 |
1,368 |
1,634 |
1,86 |
0,658 |
1,187 |
1,323 |
2,72 |
0,763 |
1,372 |
1,641 |
1,88 |
0,663 |
1,192 |
1,331 |
2,74 |
0,764 |
1,376 |
1,648 |
1,90 |
0,668 |
1,197 |
1,339 |
2,76 |
0,765 |
1,380 |
1,655 |
1,92 |
0,672 |
1,201 |
1,347 |
2,78 |
0,766 |
1,384 |
1,662 |
1,94 |
0,677 |
1,206 |
1,355 |
2,80 |
0,767 |
1,388 |
1,669 |
1,96 |
0,681 |
1,211 |
1,362 |
2,82 |
0,767 |
1,392 |
1,676 |
1,98 |
0,685 |
1,215 |
1,370 |
2,84 |
0,768 |
1,396 |
1,683 |
2,00 |
0,689 |
1,220 |
1,378 |
2,86 |
0,769 |
1,400 |
1,680 |
2,02 |
0,693 |
1,224 |
1,385 |
2,88 |
0,769 |
1,403 |
1,697 |
2,04 |
0,696 |
1,229 |
1,393 |
2,90 |
0,770 |
1,407 |
1,704 |
2,06 |
0,700 |
1,233 |
1,408 |
2,92 |
0,771 |
1,411 |
1,711 |
2,08 |
0,703 |
1,238 |
1,416 |
2,94 |
0,771 |
1,415 |
1,718 |
2,10 |
0,706 |
1,242 |
1,423 |
2,96 |
0,772 |
1,419 |
1,725 |
2,12 |
0,709 |
1,247 |
1,401 |
2,98 |
0,772 |
1,423 |
1,732 |
2,14 |
0,712 |
1,251 |
1,431 |
3,00 |
0,773 |
1,426 |
1,738 |
Для пружин из углеродистых сталей, допустимые напряжения при максимальной деформации составляют [σt] = 2940Н/мм2, [σII(σIII)3 =1760Н/мм2.
Характер изменения жесткости зависит от отношения s3/tи соответствует характеру изменения силы (рис. 9).
Расчетные величины напряжений в табл. 32 и 33 не превышают 10% номинальных значений.
При циклическом нагружении средством регулирования выносливости служит изменение разности между напряжением растяжения при максимальной деформации и напряжением при рабочей деформации. Возрастание разности обусловливает увеличение выносливости и стойкости пружин при одновременном возрастании размеров узлов.
Уменьшение разности сопровождается обратным изменением служебных свойств и размеров пространств в механизмах для размещения пружин. При этом необходимо предусматривать пакеты запасных пружин.