- •Тема 19. Соединения с натягом
- •19.1. Цилиндрические соединения с натягом
- •19.2. Конусные соединения с натягом
- •Тема 20. Упругие элементы
- •20.1. Пружины
- •20.1.1.Цилиндрические витые пружины растяжения и сжатия
- •20.1.2. Тарельчатые пружины
- •20.1.3. Пружины кручения
- •20.2. Резиновые и неметаллические упругие элементы
- •Тема 21.Корпусные детали. Направляющие
- •21.1. Корпусные детали
- •21.2. Направляющие
- •Тема 22. Устройства для смазывания и уплотнения
- •22.1. Смазочные устройства
- •22.2. Уплотнения
- •Тема 23. Типовая арматура нефтеперерабатывающих заводов
- •23.1. Задвижки стальные литые клиновые
- •23.2. Вентили
- •23.3. Краны
- •23.4. Обратные клапаны
- •23.5. Предохранительные клапаны и мембраны
- •23. 6. Арматура для сыпучих материалов
- •23.7. Заслонка для газоходов трубчатых печей
- •Тема 24. Фланцы и фитинги
- •24.1. Фланцы
- •24.2. Фитинги
- •Тема 25. Соединения трубопроводов
20.1.2. Тарельчатые пружины
Тарельчатая пружина - это пологая коническая оболочка с отверстием (рис. 20.4), позволяет проектировать узлы с различными упругими свойствами
Варьируя отношение стрелы прогиба к толщине металла s, можно получать различные нагрузочные характеристики. Кроме того, их можно изменить за счет различного расположения пружин в пакете, а также комбинируя пакеты различных пружин. Таким образом, используя тарельчатые пружины, можно создавать компактные и удобные конструкции, удовлетворяющие различным функциональным требованиям.
По виду нагружения пружины подразделяются на два класса, а по исполнению их разделяют на 4 типа:
-
пружины с наклонными кромками
-
пружины с наклонными кромками и опорными поверхностями при толщине пружин более 3 мм
-
пружины с параллельными кромками
-
пружины с параллельными кромками и опорными плоскостями
По точности контролируемых сил или деформаций пружины подразделяются на группы:
1) с предельными отклонениями сил или деформаций ±5%;
2) с предельными отклонениями сил или деформаций ±10%;
3) с предельными отклонениями сил или деформаций ±20%.
Для повышения статической прочности и главным образом для получения стабильной нагрузочной характеристики пружины подвергают заневоливанию, т. е. сжатию до полного сплющивания и выдерживанию в таком состоянии в течение 12 ч. Критерий отказа пружины - разрушение. Критерий предельного состояния - возникновение остаточной деформации более 10%.
20.1.3. Пружины кручения
Витые цилиндрические пружины кручения по своей конструкции аналогичны витым пружинам растяжения и сжатия. Во избежание трения при нагружении их навивают с небольшим просветом между витками (порядка 0,5 мм). Они имеют особые прицепы для передачи пружине закручивающего момента (рис. 20.5). Пружины обычно устанавливают на оправках.
При нагружении пружины в каждом ее сечении действует момент М, равный внешнему моменту, закручивающему пружину. Вектор этого момента направлен вдоль оси пружины (рис. 20.5,6). Этот момент раскладывается на момент, изгибающий виток, и крутящий момент Т = М sin.
В связи с тем, что в пружинах кручения так же, как и в пружинах растяжения и сжатия, угол подъема витков обычно <12 -15°, допустимо вести расчет витков только на изгиб моментом и пренебречь кручением [25]. Наибольшее напряжение изгиба витков, имеющее место на внутренней поверхности (20.10)
где — коэффициент, учитывающий кривизну витков круглого сечения ; —момент сопротивления сечения витка на изгиб.
Допускаемое напряжение при изгибе для пружин выбирают порядка 1,25.
Диаметр проволоки для пружин с круглым сечением витков
. (20.11)
Угол закручивания пружины (рад) может быть определен как угол взаимного упругого наклона концевых сечений бруса длиной L, равной суммарной длине витков пружины, под действием чистого изгиба моментом М: (20.12)
где — осевой момент инерции сечения витка пружины; Е — модуль упругости материала пружины.
Потребное число витков определяют из условия, что при возрастании момента от установочного до максимального рабочего пружина должна получить заданный угол закручивания и тогда (20.13)