Meghatározás
Azt az erőt, amely a test deformációja következtében fellép, és megpróbálja visszaállítani az eredeti állapotát, ún rugalmas erő.
Leggyakrabban $(\overline(F))_(upr)$-val jelöljük. A rugalmas erő csak akkor jelenik meg, ha a test deformálódik, és eltűnik, ha a deformáció megszűnik. Ha a külső terhelés eltávolítása után a test teljesen visszaállítja méretét és alakját, akkor az ilyen deformációt rugalmasnak nevezik.
R. Hooke, I. Newton kortársa megállapította a rugalmas erő függését az alakváltozás nagyságától. Hooke sokáig kételkedett következtetéseinek érvényességében. Egyik könyvében törvényének titkosított megfogalmazását adta. Ami latinul azt jelentette: "Ut tensio, sic vis": mi a nyúlás, olyan az erő.
Vegyünk egy rugót, amely húzóerőnek van kitéve ($\overline(F)$), amely függőlegesen lefelé irányul (1. ábra).
A $\overline(F\ )$ erőt deformáló erőnek nevezzük. A deformáló erő hatására a rugó hossza megnő. Ennek eredményeként a rugóban egy rugalmas erő ($(\overline(F))_u$) jelenik meg, amely kiegyenlíti a $\overline(F\ )$ erőt. Ha az alakváltozás kicsi és rugalmas, akkor a rugó nyúlása ($\Delta l$) egyenesen arányos a deformáló erővel:
\[\overline(F)=k\Delta l\left(1\right),\]
ahol az arányossági együtthatóban a rugó merevségét (rugalmassági együttható) $k$-nak nevezzük.
A merevség (mint tulajdonság) a deformálódó test rugalmas tulajdonságainak jellemzője. A merevséget a test azon képességének tekintik, hogy ellenálljon a külső erőknek, és képes megtartani geometriai paramétereit. Minél nagyobb a rugó merevsége, annál kevésbé változtatja meg a hosszát adott erő hatására. A merevségi együttható a merevség (mint a test tulajdonsága) fő jellemzője.
A rugó merevségi együtthatója a rugó anyagától és geometriai jellemzőitől függ. Például egy tekercses tekercsrugó merevségi együtthatója, amely kerek huzalból van feltekercselve és tengelye mentén rugalmas deformációnak van kitéve, a következőképpen számítható ki:
ahol $G$ a nyírási modulus (az anyagtól függő érték); $d$ - huzalátmérő; $d_p$ - rugótekercs átmérője; $n$ a rugó tekercseinek száma.
A nemzetközi mértékegységrendszerben (SI) a merevségi együttható mértékegysége a newton osztva a mérővel:
\[\left=\left[\frac(F_(upr\ ))(x)\right]=\frac(\left)(\left)=\frac(H)(m).\]
A merevségi együttható megegyezik azzal az erővel, amelyet a rugóra kell kifejteni, hogy egységnyi távolságra változtassa a hosszát.
Legyen $N$ rugók sorba kötve. Ekkor a teljes ízület merevsége egyenlő:
\[\frac(1)(k)=\frac(1)(k_1)+\frac(1)(k_2)+\pontok =\sum\limits^N_(\ i=1)(\frac(1) (k_i)\bal(3\jobb),)\]
ahol $k_i$ a $i-edik$ rugó merevsége.
Ha a rugókat sorba kötjük, a rendszer merevségét a következőképpen határozzuk meg:
1. példa
Gyakorlat. A rugó terhelés nélkül $l=0,01$ m hosszúságú, merevsége pedig 10 $\frac(N)(m).\ $Mekkora lesz a rugó merevsége és hossza, ha a rá ható erő a rugó $F$= 2 N ? Tegyük fel, hogy a rugó deformációja kicsi és rugalmas.
Megoldás. A rugó merevsége rugalmas alakváltozások esetén állandó érték, ami azt jelenti, hogy a mi feladatunkban:
Rugalmas alakváltozások esetén teljesül a Hooke-törvény:
Az (1.2)-ből megtaláljuk a rugó megnyúlását:
\[\Delta l=\frac(F)(k)\left(1,3\right).\]
A kifeszített rugó hossza:
Számítsa ki a rugó új hosszát:
Válasz. 1) $k"=10\ \frac(Н)(m)$; 2) $l"=0,21 $ m
2. példa
Gyakorlat. Két $k_1$ és $k_2$ merevségű rugó sorba van kötve. Mekkora lesz az első rugó nyúlása (3. ábra), ha a második rugó hosszát $\Delta l_2$-tal növeljük?
Megoldás. Ha a rugókat sorba kötjük, akkor az egyes rugókra ható deformáló erő ($\overline(F)$) azonos, vagyis az első rugóra írható:
A második tavaszra ezt írjuk:
Ha a (2.1) és (2.2) kifejezések bal oldali részei egyenlőek, akkor a jobb oldali részek is egyenlővé tehetők:
A (2.3) egyenlőségből megkapjuk az első rugó nyúlását:
\[\Delta l_1=\frac(k_2\Delta l_2)(k_1).\]
Válasz.$\Delta l_1=\frac(k_2\Delta l_2)(k_1)$
Az utóbbi időben ismét elkezdték használni a technikában régóta ismert, de keveset használt sodrott rugókat, amelyek több, kötélbe csavart huzalból (magból) állnak (902. ábra, I-V), amelyekből rugókat tekercselnek (kompresszió, feszítés, csavarás) . A kötél végeit leforrázzuk, hogy elkerüljük a megsodródást. A δ fektetési szöget (lásd a 902. ábrát, I) általában 20-30 °-ra teszik.
A kábelfektetés irányát úgy kell megválasztani, hogy a rugó rugalmas deformálódása esetén a kábel inkább csavarodjon, mintsem letekerjen. A jobb tekercsű nyomórugók bal oldali fektetési kötelekből készülnek, és fordítva. A feszítőrugóknál a fektetés irányának és a fordulatok dőlésének meg kell egyeznie. A torziós rugóknál a fektetés iránya közömbös.
Fektetési sűrűség, fektetési pálya és fektetési technológia nagy befolyást sodrott rugók rugalmas jellemzőiről. A kötél megcsavarodása után rugalmas visszarúgás következik be, a magok eltávolodnak egymástól. A rugók tekercselése viszont megváltozik kölcsönös megegyezésélt fordulatokat.
A tavasz szabad állapotában szinte mindig rés van a magok között. A terhelés kezdeti szakaszában a rugók különálló vezetékekként működnek; jellegzetessége (903. ábra) szelíd megjelenésű.
A terhelés további növekedésével a kábel elcsavarodik, a magok bezáródnak és egyben kezdenek működni; a rugó merevsége nő. Emiatt a sodrott rugók jellemzőinek van egy töréspontja (a), amely megfelel a tekercsek zárásának kezdetének.
A sodrott rugók előnye a következőkből adódik. Több vékony huzal használata egy masszív helyett lehetővé teszi a számított feszültségek növelését a vékony huzalokban rejlő megnövekedett szilárdság miatt. A kis átmérőjű szálakból álló tekercs hajlékonyabb, mint egy ekvivalens masszív tekercs, részben a megnövekedett megengedett feszültségek miatt, és főleg a c = D / d index minden egyes szálánál magasabb érték miatt, ami élesen befolyásolja a merevséget.
A sodrott rugók lapos jelleggörbéje számos esetben hasznos lehet, amikor korlátozott axiális és sugárirányú méretekben nagy rugalmas alakváltozásokat kell elérni.
Egyéb megkülönböztető vonás sodrott rugók - a rugalmas deformáció során a tekercsek közötti súrlódás miatt megnövekedett csillapítóképesség. Ezért az ilyen rugók energiaelvezetésre használhatók, lökésszerű terhelésekkel, az ilyen terhelések alatt fellépő rezgések csillapítására; hozzájárulnak a rugó tekercseinek rezonáns rezgésének öncsillapításához is.
A megnövekedett súrlódás azonban a tekercsek kopását okozza, ami a rugófáradási ellenállás csökkenésével jár együtt.
A sodrott rugók és az egyhuzalos rugók rugalmasságának összehasonlító értékelése során gyakran követnek el hibát, ha azonos keresztmetszeti területű rugókat hasonlítanak össze (a sodrott tekercseknél összesen).
Ez nem veszi figyelembe azt a tényt, hogy a sodrott rugók teherbírása egyéb feltételek mellett kisebb, mint az egyhuzalos rugóké, és a magok számának növekedésével csökken.
Az értékelésnek az egyenlő teherbírás feltételén kell alapulnia. Csak ebben az esetben helyes, ha eltérő számú magot használunk. Ebben az értékelésben a sodrott rugók előnyei szerényebbnek tűnnek a vártnál.
Hasonlítsuk össze a sodrott rugók és az azonos átlagos átmérőjű, fordulatszámú, P erő (terhelés) és biztonsági ráhagyású egyhuzalos rugó megfelelőségét.
Első közelítésként a sodrott rugót kis keresztmetszetű tekercsekkel rendelkező párhuzamos rugók sorozatának tekintjük.
A sodrott rugó magjának d" átmérője ilyen körülmények között a masszív huzal d átmérőjéhez viszonyítva az arányban
ahol n a magok száma; [τ] és [τ"] a megengedett nyírófeszültségek; k és k" rugó alaktényezői (indexük).
Az értékek közelsége miatt 
egységre írható
Az összehasonlított rugók tömegeinek aránya
vagy a d "/d érték behelyettesítésével a (418) egyenletből
A d "/d és m" / m arányok értékei a magok számától függően az alábbiakban találhatók.
Mint látható, a sodrott rugók huzalátmérőjének csökkenése egyáltalán nem olyan nagy, hogy jelentős szilárdságnövekedést adjon még a kis d és d értékek tartományában is (mellesleg ez a körülmény indokolja a fenti feltételezés, hogy a tényező közel áll az egységhez.
A sodrott rugó λ" nyúlásának aránya a tömör huzalrugó λ alakváltozásához
Ha a (417) egyenletből d "/d-t behelyettesítjük ebbe a kifejezésbe, azt kapjuk
A [τ"]/[τ] értéke, amint fentebb jeleztük, közel van az egységhez
Az ebből a kifejezésből számított λ"/λ értékei különböző számú n szálra az alábbiakban láthatók (a meghatározáskor k = 6 kezdeti értéket vettünk k értékre).
Amint látható, a terhelés egyenlőségének kezdeti feltételezése mellett a sodrott rugókra való áttérés a szálak számának valós értékei esetén 35–125% megfelelőségi emelkedést biztosít.
ábrán. A 904. ábra a d "/d; λ" / λ és m "/m tényezők változásának összefoglaló diagramját mutatja egyenlő terhelésű és azonos erősségű sodrott rugók esetén a magok számától függően.
A tömeg növekedésével és a szálak számának növekedésével együtt figyelembe kell venni a menetek keresztmetszetének átmérőjének növekedését. Az n = 2–7 közötti szálak száma esetén a menetek keresztmetszeti átmérője átlagosan 60%-kal nagyobb, mint egy egyenértékű egész huzal átmérője. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy a tekercsek közötti hézag fenntartása érdekében növelni kell a rugók menetemelkedését és teljes hosszát.
A többszálú rugók által biztosított hozamnövekedés egyszálas rugóban érhető el. Ehhez egyidejűleg növelje meg a rugó D átmérőjét; csökkentse a huzal d átmérőjét; növelje a feszültségek szintjét (azaz kiváló minőségű acélokat használnak). Végső soron egy azonos térfogatú egyvezetékes rugó könnyebb, kisebb és sokkal olcsóbb lesz, mint a többszálú rugó, a többszálú rugók gyártása bonyolultsága miatt. Ehhez hozzátehetjük a sodrott rugók alábbi hátrányait:
1) a végek (a rugóvégek csiszolásával) megfelelő kitöltésének lehetetlensége (nyomórugók esetében), ami biztosítja a terhelés központi alkalmazását; mindig van némi excentricitás a terhelésben, ami a rugó további meghajlását okozza;
2) a gyártás összetettsége;
3) a jellemzők szóródása technológiai okokból; stabil és reprodukálható eredmények elérésének nehézségei;
4) a magok kopása a tekercsek közötti súrlódás következtében, amely a rugók ismételt deformációinál jelentkezik, és a rugók fáradási ellenállásának éles csökkenését okozza. Az utolsó hátrány kizárja a sodrott rugók használatát hosszú távú ciklikus terheléshez.
A sodrott rugók korlátozott számú ciklussal statikus terhelésre és periodikus dinamikus terhelésre alkalmazhatók.
Fém és nem fém elemeket használnak rugalmas eszközként a modern autók felfüggesztésében. A legelterjedtebbek a fémszerkezetek: rugók, laprugók és torziós rudak.
Változtatható merevségű autó felfüggesztési rugó
A legszélesebb körben használt (különösen az autófelfüggesztéseknél) a tekercsrugók kerek profilú acél rugalmas rúdból készült.
Amikor a rugót a függőleges tengely mentén összenyomják, a tekercsei megközelítik és elcsavarják. Ha a rugó hengeres, akkor deformáció esetén a tekercsek közötti távolság állandó marad, és a rugó lineáris karakterisztikával rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy a tekercsrugó alakváltozása mindig egyenesen arányos az alkalmazott erővel, és a rugó állandó merevséggel rendelkezik. Ha csavart rugót készít egy változó keresztmetszetű rúdból, vagy a rugónak egy bizonyos formát ad (hordó vagy gubó formájában), akkor egy ilyen rugalmas elem változó merevséggel rendelkezik. Egy ilyen rugó összenyomásakor először a kevésbé merev tekercsek közelednek, majd érintkezésük után a merevebb tekercsek lépnek működésbe. A változó merevségű rugókat széles körben használják a modern személygépkocsik felfüggesztésében.
A felfüggesztések rugalmas elemeiként használt rugók előnyei közé tartozik az alacsony súly és a képesség, hogy biztosítsák az autó nagy simaságát. Ugyanakkor a rugó nem tud erőt átvinni a keresztirányú síkban, és a használatához egy összetett vezetőszerkezet jelenléte szükséges a felfüggesztésben.
Hátsó laprugós felfüggesztés:
1 - rugószem;
2 - gumi persely;
3 - konzol;
4 - persely;
5 - csavar;
6 - alátétek;
7 - ujj;
8 - gumi perselyek;
9 - rugós alátét;
10 - anya;
11 - konzol;
12 - gumi persely;
13 - persely;
14 - fülbevaló lemez;
15 - csavar;
16 - stabilizátor rúd;
17 - gyökérlap;
18 - laprugók;
19 - gumi puffer löket tömörítés;
20 - létrák;
21 - átfedés;
22 - hátsó tengely gerenda;
23 - lengéscsillapító;
24 - gallér;
25 - keretspar;
26 - stabilizátor tartó;
27 - stabilizátor fülbevaló
laprugó még lovas kocsikon és az első személygépkocsikon is elasztikus felfüggesztő elemként szolgált, de ma is alkalmazzák, bár főként teherautókon. Egy tipikus laprugó különböző hosszúságú rugóacél lemezekből áll, amelyek egymáshoz vannak rögzítve. A laprugó általában fél-ellipszis alakú.
Rugós rögzítési módok:
a - csavart fülekkel;
b - gumipárnákon;
c - műszemmel és csúszó támasztékkal
A rugót alkotó lapok különböző hosszúságúak és görbületűek. Minél rövidebb a lap hossza, annál nagyobbnak kell lennie a görbületének, amely szükséges a lapok szorosabb kölcsönös illeszkedéséhez az összeszerelt rugóban. Ezzel a kialakítással a rugó leghosszabb (radikális) lapjának terhelése csökken. A rugós levelek egy központi csavarral és bilincsekkel vannak rögzítve. A főlap segítségével a rugó mindkét végén a karosszériához vagy a vázhoz van csuklósan rögzítve, és át tudja adni az erőket a jármű kerekeiről a vázra vagy karosszériára. A gyökérlemez végeinek alakját a kerethez (testhez) való rögzítés módja és a lap hosszában bekövetkezett változások kompenzációjának szükségessége határozza meg. A rugó egyik végének tudnia kell elfordulni, a másiknak pedig forogni és mozogni.
Amikor a rugó deformálódik, a lapjai meghajlanak és megváltoztatják a hosszukat. Ebben az esetben a lemezek súrlódnak egymáshoz, ezért kenést igényelnek, és a személygépkocsik rugóinak lapjai közé speciális súrlódásgátló tömítéseket helyeznek el. Ugyanakkor a rugó súrlódása lehetővé teszi a test rezgésének csillapítását, és bizonyos esetekben lehetővé teszi a lengéscsillapítók felfüggesztését. A rugós felfüggesztés egyszerű kialakítású, de nagy tömegű, ami meghatározza a legnagyobb eloszlását a teherautók és egyes terepjárók felfüggesztésében. A rugós felfüggesztések tömegének csökkentése és az utazási simaság javítása érdekében néha használják őket kevés levelűés egyetlen lap rugókkal együtt változó hosszúságú szakaszú lap. Meglehetősen ritkán erősített műanyagból készült rugókat használnak a felfüggesztésekben.
Torziós felfüggesztés. A Peugeot 206 hátsó felfüggesztése két torziós rudat használ, amelyek a hátsó karokhoz vannak csatlakoztatva. A felfüggesztés-vezető szerkezet cső alakú karokat használ, amelyek a jármű hossztengelyéhez képest szöget zárnak be.
Csavarás- csavarodáson dolgozó fém rugalmas elem. A torziós rúd jellemzően egy kör keresztmetszetű tömör fémrúd, amelynek végei kidudorodnak, és amelyen rések vannak kivágva. Vannak felfüggesztések, amelyekben a torziós rudak lemezekből vagy rudakból készülnek (ZAZ autók). A torziós rúd egyik vége a testhez (kerethez), a másik a vezetőeszközhöz van rögzítve. Amikor a kerekek mozognak, a torziós rudak elcsavarodnak, rugalmas kapcsolatot biztosítva a kerék és a test között. A felfüggesztés kialakításától függően a torziós rudak az autó hossztengelye mentén (általában a padló alatt) és keresztben is elhelyezhetők. A torziós rudak felfüggesztése kompakt és könnyű, és lehetővé teszi a felfüggesztés beállítását a torziós rudak előcsavarásával.
A nem fémből készült rugalmas felfüggesztési elemek a következőkre oszthatók gumi, pneumatikusés hidropneumatikus.
Elasztikus gumi elemek szinte minden felfüggesztési kialakításban jelen vannak, de nem főként, hanem kiegészítőként, amelyek korlátozzák a kerekek fel-le mozgását. A kiegészítő gumiütközők (ütközők, lökhárítók) használata korlátozza a felfüggesztés fő rugalmas elemeinek deformációját, növeli a merevségét nagy elmozdulások során, és megakadályozza a fém-fém ütközéseket. Az utóbbi időben a gumielemeket egyre inkább felváltják a szintetikus anyagokból (poliuretán) készült eszközök.
Pneumatikus felfüggesztések rugalmas elemei:
a - hüvely típusa;
b- dupla hengeres
NÁL NÉL pneumatikus rugalmas elemek a sűrített levegő rugalmas tulajdonságait használják. Az elasztikus elem egy megerősített gumiból készült henger, amelybe egy speciális kompresszor nyomás alatt juttatja a levegőt. A légrugók alakja eltérő lehet. Elterjedtek a hüvelyes hengerek (a) és a dupla (kétrészes) hengerek (b).
A pneumatikus elasztikus felfüggesztési elemek előnyei közé tartozik az autó nagy simasága, kis tömege és a karosszéria állandó padlószintjének fenntartása, függetlenül a jármű terhelésétől. A pneumatikus elasztikus elemekkel ellátott felfüggesztéseket buszokon, teherautókon és személygépkocsikon használják. A rakodófelület padlószintjének állandósága biztosítja a teherautó be- és kirakodásának kényelmét, személygépkocsik és buszok esetében pedig az utasok be- és kiszállásának kényelmét. A pneumatikus fékrendszerrel felszerelt autóbuszok és teherautók sűrített levegőjének előállításához szokásos, motor által hajtott kompresszorokat használnak, az autókra pedig speciális, általában elektromos hajtású kompresszorokat (Range Rover, Mercedes, Audi).
légrugózás. Az új Mercedes E-osztályú autókon a rugók helyett pneumatikus rugalmas elemeket kezdtek használni.
A pneumatikus elasztikus elemek használatához összetett vezetőelem és lengéscsillapítók alkalmazása szükséges a felfüggesztésben. Egyes modern személygépkocsik pneumatikus elasztikus elemekkel ellátott felfüggesztései összetett elektronikus vezérléssel rendelkeznek, amely nemcsak állandó karosszériaszintet biztosít, hanem az egyes légrugók merevségének automatikus megváltoztatását is kanyarodás és fékezéskor, csökkentve a karosszéria dőlését és merülését, ami általában növeli a vezetési kényelmet és biztonságot..
Hidropneumatikus rugalmas elem:
1 - sűrített gáz;
2 - test;
3 - folyékony;
4 - a szivattyúhoz;
5 - a lengéscsillapítóhoz
A hidropneumatikus rugalmas elem egy speciális kamra, amelyet rugalmas membrán vagy dugattyú két üregre oszt.
Az egyik kamraüreg meg van töltve sűrített gáz(általában nitrogén) és a másik folyadék (speciális olaj). A rugalmas tulajdonságokat a sűrített gáz biztosítja, mivel a folyadék gyakorlatilag nem összenyomható. A kerék mozgása a folyadékkal töltött hengerben elhelyezkedő dugattyú mozgását idézi elő. Amikor a kerék felfelé mozog, a dugattyú kinyomja a folyadékot a hengerből, amely belép a kamrába, és az elválasztó membránra hat, amely mozgatja és összenyomja a gázt. A rendszerben a szükséges nyomás fenntartásához hidraulikus szivattyút és hidraulikus akkumulátort használnak. A rugalmas elem membránja alá belépő folyadék nyomásának változtatásával lehetőség nyílik a gáznyomás és a szuszpenzió merevségének változtatására. Amikor a test rezeg, a folyadék áthalad a szeleprendszeren, és ellenállást tapasztal. A hidraulikus súrlódás biztosítja a felfüggesztés csillapító tulajdonságait. A hidropneumatikus felfüggesztések nagy sima futást, a karosszéria helyzetének beállítását és a hatékony rezgéscsillapítást biztosítják. Az ilyen felfüggesztés fő hátrányai közé tartozik a bonyolultság és a magas költségek.
RUGALMAS ELEMEK. RUGÓK
A kocsik kerékpárjai rugalmas elemekből és rezgéscsillapítókból álló rendszeren, úgynevezett rugós felfüggesztésen keresztül csatlakoznak a forgóváz keretéhez és a kocsitesthez. Az elasztikus elemeknek köszönhető rugós felfüggesztés enyhíti a rázkódásokat és a kerekek által a karosszériára továbbított lökéseket, valamint a lengéscsillapítók miatt, csillapítja az autó mozgása során fellépő rezgéseket. Ezenkívül (egyes esetekben) rugók és rugók adják át a vezető erőket a kerekek oldaláról a kocsi forgóvázának keretére.
Amikor egy kerékpár áthalad bármilyen útegyenetlenségen (csukló, keresztezés stb.), dinamikus terhelések lépnek fel, beleértve a lökésterhelést is. megjelenés dinamikus terhelések a kerékkészlet hibái is hozzájárulnak - a futófelületek helyi hibái, a kerék excentrikus illeszkedése a tengelyhez, a kerékkészlet kiegyensúlyozatlansága stb. Rugós felfüggesztés hiányában a karosszéria mereven érzékelné az összes dinamikus hatást és nagy gyorsulásokat tapasztalna.
A kerékpárok és a karosszéria között elhelyezkedő rugalmas elemek a kerékpár oldaláról érkező dinamikus erő hatására eldeformálódnak és megrepednek. oszcilláló mozgások a testtel együtt, és az ilyen kilengések periódusa sokszorosa a zavaró erő változási periódusának. Ennek eredményeként a test által érzékelt gyorsulások és erők csökkennek.
Megvizsgáljuk a rugós felfüggesztés lágyító hatását a lengéscsillapításnak a karosszériára való átvitele során, egy autó sínpályán történő mozgásának példájával. Amikor a kocsikerék végiggördül a pályán, a sín egyenetlenségei és a kerék gördülési felületének hibái miatt a kocsitest, amikor rugók nélkül csatlakozik a kerékpárokhoz, lemásolja a kerék pályáját (ábra . a). Az autó karosszériájának pályája (a1-b1-c1 vonal) egybeesik a pálya egyenetlenségével ( sor a-b-c). Rugós felfüggesztés esetén függőleges ütések (ábra). b) rugalmas elemeken keresztül jutnak el a karosszériába, amelyek lágyítva és részben elnyelve az ütéseket nyugodtabb és egyenletesebb futást biztosítanak az autónak, védik a gördülőállományt és a pályát az idő előtti kopástól és sérülésektől. Ebben az esetben a test mozgásának pályája az a1-b2-c2 vonallal ábrázolható, amely laposabb megjelenésű az a-c vonalhoz képest. ábrából látható. b, a test lengési periódusa a rugókon sokszorosa a zavaró erő változási periódusának. Ennek eredményeként a test által érzékelt gyorsulások és erők csökkennek.
A rugókat széles körben használják autógyártásban, teher- és személygépkocsik forgóvázaiban, lökés-vonóberendezésekben. Különbséget kell tenni a tekercsrugók és a spirálrugók között. A csavarrugók kerek, négyzet vagy téglalap keresztmetszetű acélrudak feltekercselésével készülnek. A tekercsrugók hengeres és kúpos alakúak.
A csavarrugók fajtái
a - hengeres, a rúd téglalap alakú szakaszával; b - hengeres rúd kerek résszel; in - kúpos a rúd kerek szakaszával; g - kúpos a rúd téglalap alakú szakaszával
A modern autók rugós felfüggesztésében a tekercsrugókat használják a legszélesebb körben. Könnyen gyárthatók, üzembiztosak és jól elnyelik a függőleges és vízszintes ütéseket és ütéseket. Nem tudják azonban csillapítani a kocsi rugózott tömegeinek rezgését, ezért csak rezgéscsillapítókkal együtt használhatók.
A rugók a GOST 14959 szerint készülnek. A rugók tartófelületei laposak és a tengelyre merőlegesek. Ehhez a rugós nyersdarab végeit a tekercs kerületének 1/3-ával vissza kell húzni. Ennek eredményeként zökkenőmentes átmenet érhető el a kerekről a téglalap alakúra. A rugó húzott végének magassága nem haladhatja meg a d rúdátmérő 1/3-át, a szélessége pedig legalább 0,7 d.
A hengeres rugó jellemzői: a rúd átmérője d, a rugó átlagos átmérője D, a rugó magassága szabad Hsv és összenyomott Hszh állapotban, a munkamenetek száma np és az m index A rugó index az átlagos rugóátmérő és a rúd átmérőjének aránya, azaz. t = D/d.
Hengerrugó és paraméterei
A rugók és rugók anyagának nagy statikus, dinamikus, ütőszilárdságúnak, megfelelő hajlékonysággal kell rendelkeznie, és meg kell őriznie rugalmasságát a rugó vagy rugó teljes élettartama alatt. Az anyag ezen tulajdonságai a kémiai összetételétől, szerkezetétől, hőkezelésétől és a rugalmas elem felületének állapotától függenek. A kocsik rugók és rugók 55S2, 55S2A, 60S2, 60S2A (GOST 14959–79) acélból készülnek. Kémiai összetétel acél százalék: C = 0,52 - 0,65; Mn = 0,6-0,9; Si = 1,5-2,0; S, P, Ni egyenként legfeljebb 0,04; Cr nem több, mint 0,03. Az 55S2 és 60S2 hőkezelt acélok mechanikai tulajdonságai: 1300 MPa szakítószilárdság 6 és 5%-os relatív nyúlással és 30, illetve 25%-os keresztmetszeti szűkülettel.
A rugók és rugók gyártása során hőkezelésnek vetik alá - keményítést és megeresztést.
A rugók és rugók szilárdsága és kopásállósága nagyobb mértékben függ a fémfelület állapotától. A felület bármilyen sérülése (kis repedések, fogság, naplemente, horpadások, kockázatok és hasonló hibák) hozzájárul a terhelések alatti feszültségek koncentrációjához, és jelentősen csökkenti az anyag tartóssági határát. A felületi edzéshez a gyárak a laprugók és rugók szemcseszórását alkalmazzák.
A módszer lényege abban rejlik, hogy a rugalmas elemeket 0,6–1 mm átmérőjű, nagy, 60–80 m/s sebességgel a felületre lökött fémlövés hatásának teszik ki. tavaszi levél vagy rugó. A lövés sebességét úgy választjuk meg, hogy az ütközési ponton a rugalmassági határ feletti feszültség keletkezzen, és ez a fém felületi rétegében plasztikus deformációt (keményedést) okoz, ami végső soron megerősíti a rugalmas elem felületi rétegét.
A rugók keményítése a szemcseszórás mellett történhet edzéssel, ami abból áll, hogy a rugókat egy bizonyos ideig deformált állapotban tartják. A rugó úgy van feltekercselve, hogy a tekercsek közötti távolságok szabad állapotban bizonyos mértékben nagyobbak legyenek, mint a rajzon. Hőkezelés után a rugót a tekercsek érintkezéséig eltávolítják, és 20-48 órán át ebben az állapotban tartják, majd felmelegítik. A préselés során a rúd keresztmetszetének külső zónájában ellentétes előjelű maradó feszültségek jönnek létre, aminek következtében működése során a valódi feszültségek kisebbek, mint a fogság nélkül.
A képen - új tekercsrugók
Forró rugós tekercselés
A rugó rugalmasságának ellenőrzése
A hengeres rugók az általuk észlelt terheléstől függően egysoros vagy többsorosak. A többsoros rugók két, három vagy több, egymásba ágyazott rugókból állnak. Kétsorosnál a külső rugó nagyobb átmérőjű rúdból készül, de kis fordulatszámmal a belső rugó kisebb átmérőjű rúdból készül egy nagy szám fordul. Annak érdekében, hogy összenyomásakor a belső rugó tekercsei ne szoruljanak be a külső tekercsei közé, mindkét rugó felcsavarodik különböző oldalak. A többsoros rugóknál a rudak mérete is csökken a külső rugótól a belső felé, és ennek megfelelően nő a tekercsek száma.
A többsoros rugók az egysoros rugóval megegyező méretekkel nagyobb merevséget tesznek lehetővé. A kétsoros és háromsoros rugókat széles körben használják teher- és személygépkocsik forgóvázaiban, valamint automata kapcsolók vonóhajtóműveiben. A többsoros rugók teljesítménykarakterisztikája lineáris.
A kétsoros rugók egyes konstrukcióinál (például a 18-578, 18-194 forgóvázaknál) a rugókészlet külső rugói magasabbak, mint a belsők, ami miatt az üres autó felfüggesztési merevsége 3-szoros. kevesebb, mint egy megrakott autóé.
A kocsira szerelt rugók
Minden autónak vannak sajátos részletei, amelyek alapvetően különböznek az összes többitől. Ezeket rugalmas elemeknek nevezik. Az elasztikus elemeknek sokféle kialakítása van, amelyek nagyon különböznek egymástól. Ezért egy általános meghatározás adható.
A rugalmas elemek olyan részek, amelyek merevsége sokkal kisebb, mint a többi, és az alakváltozások nagyobbak.
Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a rugalmas elemek érzékelik először az ütéseket, rezgéseket és deformációkat.
Leggyakrabban a rugalmas elemeket könnyű felismerni a gép ellenőrzésekor, például gumiabroncsokat, rugókat és rugókat, puha üléseket a vezetők és a vezetők számára.
Néha a rugalmas elem egy másik alkatrész leple alatt van elrejtve, például egy vékony torziós tengely, egy hosszú vékony nyakú csap, egy vékony falú rúd, egy tömítés, egy héj stb. A tapasztalt tervező azonban itt is pontosan a viszonylag alacsony merevségéről tudja felismerni és használni az ilyen "álcázott" rugalmas elemet.
A vasúti a szállítás súlyossága miatt a pályarészek deformációja meglehetősen nagy. Itt a rugalmas elemek a gördülőállomány rugóival együtt valójában sínek, talpfa (főleg fa, nem beton) és a pályatöltés talajává válnak.
A rugalmas elemeket széles körben használják:
è lengéscsillapításra (az ütések és rezgések során fellépő gyorsulások és tehetetlenségi erők csökkentése a rugalmas elem merev részekhez képest lényegesen hosszabb alakváltozási ideje miatt);
è állandó erők létrehozására (például az anya alatti rugalmas és osztott alátétek állandó súrlódási erőt hoznak létre a menetekben, ami megakadályozza az önkicsavarodást);
è a mechanizmusok erőteljes lezárására (a nem kívánt rések megszüntetésére);
è mechanikai energia felhalmozására (felhalmozására) (órarugók, fegyverütő rugója, íj íve, csúzli gumija, tanuló homlokához közel hajlott vonalzó stb.);
è erők mérésére (a rugómérlegek a mérőrugó súlya és nyúlása közötti összefüggésen alapulnak a Hooke-törvény szerint).
Az elasztikus elemek általában különféle kivitelű rugók formájában készülnek.
A gépekben a fő eloszlás a rugalmas nyomó- és hosszabbító rugók. Ezekben a rugókban a tekercsek csavarodásnak vannak kitéve. A rugók hengeres alakja kényelmes a gépekbe való behelyezésükhöz.
A rugó fő jellemzője, mint minden rugalmas elemnek, a merevség vagy annak fordított megfelelősége. Merevség K a rugalmas erő függése határozza meg F deformációtól x . Ha ez a függés lineárisnak tekinthető, mint a Hooke törvényben, akkor a merevséget úgy kapjuk meg, hogy elosztjuk az erőt az alakváltozással K =f/x .
Ha a függés nem lineáris, mint a valós szerkezeteknél, akkor a merevséget az erő deformációhoz viszonyított deriváltjaként találjuk. K =∂ F/ ∂ x.
Nyilvánvalóan itt tudnia kell a függvény típusát F =f (x ) .
Nagy terheléseknél, ha szükséges a vibráció és az ütés energiájának eloszlatása, rugalmas elemeket (rugókat) használnak.
Az ötlet az, hogy amikor a kompozit vagy rétegrugók (rugók) deformálódnak, az energia az elemek kölcsönös súrlódása miatt disszipálódik.
Ennek az ötletnek a kidolgozása során akadémiánk alkalmazottainak kezdeményezésére a Kuibyshev úton tárcsarugókat (alátéteket) használnak a síncsukló burkolatok csavarkötéseiben. A rugókat meghúzás előtt az anyák alá helyezik, és nagy állandó súrlódási erőt biztosítanak a csatlakozásban, a csavarok tehermentesítése mellett.
Az elasztikus elemek anyagainak magas rugalmassági tulajdonságokkal kell rendelkezniük, és ami a legfontosabb, ne veszítsék el őket idővel.
A rugók fő anyagai a nagy széntartalmú acélok 65,70, a mangán acélok 65G, a szilícium acélok 60S2A, a króm-vanádium acél 50HFA stb. Mindezek az anyagok kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek a hagyományos szerkezeti acélokhoz képest.
1967-ben Szamarában Repülési Egyetem Feltalálta és szabadalmaztatta a fém gumi "MP" nevű anyagot. Az anyag gyűrött, összekuszált fémhuzalból készül, amit aztán a kívánt formára préselnek.
A fémgumi kolosszális előnye, hogy tökéletesen ötvözi a fém szilárdságát a gumi rugalmasságával, emellett a jelentős huzalok közötti súrlódás miatt eloszlatja (csillapítja) a rezgésenergiát, rendkívül hatékony rezgésvédelmi eszköz.
Az összegabalyodott huzal sűrűsége és a nyomóerő állítható, így a fémgumi merevségének és csillapításának meghatározott értékei nagyon széles tartományban érhetők el.
A fémguminak kétségtelenül ígéretes jövője van, mint a rugalmas elemek gyártásának anyaga.
A rugalmas elemek nagyon pontos számításokat igényelnek. Különösen a merevségre kell számítani, mivel ez a fő jellemző.
A rugalmas elemek kialakítása azonban olyan sokrétű, és a számítási módszerek olyan összetettek, hogy lehetetlen bármilyen általános képletbe belevinni őket. Főleg a mi tanfolyamunk keretein belül, ami itt van.
TESZTKÉRDÉSEK
1. Milyen alapon találhatók rugalmas elemek a gép kialakításában?
2. Milyen feladatokhoz használjuk a rugalmas elemeket?
3. A rugalmas elem melyik jellemzőjét tekintjük főnek?
4. Milyen anyagokból készüljenek a rugalmas elemek?
5. Hogyan használják a Belleville-rugókat a Kuibisev úton?
| BEVEZETÉS………………………………………………………………………………… | |
| 1. A GÉPALKATRÉSZEK SZÁMÍTÁSÁNAK ÁLTALÁNOS KÉRDÉSEI…………………………………………… | |
| 1.1. A preferált számok sorai…………………………………………………… | |
| 1.2. A gépalkatrészek teljesítményének fő kritériuma ……………………………. Fáradási ellenállás számítása váltakozó feszültségeknél…………. | |
| 1.3.1. Változó feszültségek…………………………………………………….. 1.3.2. Tartóssági határok………………………………………………….. 1.4. Biztonsági tényezők………………………………………………………. | |
| 2. MECHANIKUS HAJTÁSKÖRÖK……………………………………………………………… 2.1. Általános információ………………………………………………………………….. 2.2. A hajtó fogaskerekek jellemzői……………………………………………….. | |
| 3. FOKOZÓK …………………………………………………………………….. 4.1. A fogak munkakörülményei……………………………………………. 4.2. A fogaskerekek anyagai…………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………… 4.3. Jellegzetes fajok fogsérülés……………………………………… 4.4. Tervezési terhelés………………………………………………………………. 4.4.1. Tervezési terhelési tényezők…………………………………. 4.4.2. A sebességfokozat pontossága……………………………………………….. 4.5. Hengeres fogaskerekek………………………………………… | |
| 4.5.1. Beavatkozó erők………………………………………………………. 4.5.2. Az érintkezési fáradtság ellenállásának kiszámítása……………………. 4.5.3. Hajlítási kifáradási ellenállás számítása………………………… 4.6. Kúpfogaskerekek………………………………………………… 4.6.1. Fő paraméterek……………………………………………………. 4.6.2. Beavatkozó erők………………………………………………………. 4.6.3. Az érintkezési kifáradás ellenállásának kiszámítása……………………… 4.6.4. Fáradási ellenállás számítása hajlításkor……………………. | |
| 5. CSIGAKERESÉK……………………………………………………………………. 5.1. Általános információk………………………………………………………………….. 5.2. Beavatkozó erők………………………………………………………………. 5.3. A féreg fogaskerekek anyagai ……………………………………… 5.4. Szilárdságszámítás……………………………………………………………….. | |
| 5.5. Hőszámítás……………………………………………………………………. 6. TENGELYEK ÉS TENGELYEK…………………………………………………………………………………. 6.1. Általános információk………………………………………………………………….. 6.2. Becsült terhelési és teljesítménykritérium…………………………… 6.3. A tengelyek tervezési számítása……………………………………………………. 6.4. Számítási séma és a tengely számítási eljárása………………………………………….. 6.5. A statikus szilárdság számítása………………………………………………. 6.6. Fáradási ellenállás számítása……………………………………………….. 6.7. A tengelyek merevség és rezgésállóság számítása……………………………… | |
| 7. GÖRDÜLŐCSAPÁGYOK …………………………………………………………………… 7.1. A gördülőcsapágyak osztályozása………………………………………… 7.2. A csapágyak megnevezése a GOST 3189-89 szerint………………………………… 7.3. A ferde csapágyak jellemzői………………………………… 7.4. A tengelyek csapágyainak beépítési vázlatai………………………………………… 7.5. A ferde csapágyak becsült terhelése…………………….. 7.6. A meghibásodás és a számítási kritériumok okai ………………………… ........... 7.7. A csapágyalkatrészek anyaga……………………………………………. 7.8. Csapágyak kiválasztása statikus teherbírás szerint (GOST 18854-94)………………………………………………………………………… | |
| 7.9. Csapágyak kiválasztása dinamikus teherbírás szerint (GOST 18855-94)…………………………………………………………………… 7.9.1. Kiinduló adatok………………………………………………………. 7.9.2. Kiválasztás alapja…………………………………………………….. 7.9.3. A csapágyak kiválasztásának jellemzői………………………………….. | |
| 8. siklócsapágyak……………………………………………………………. | |
| 8.1. Általános információ …………………………………………………………….. | |
| 8.2. Üzemi feltételek és súrlódási módok ……………………………………………… | |
| 7. KAPCSOLÓK | |
| 7.1. Merev tengelykapcsolók | |
| 7.2. Kompenzáló tengelykapcsolók | |
| 7.3. Mozgatható tengelykapcsolók | |
| 7.4. Rugalmas tengelykapcsolók | |
| 7.5. Súrlódó tengelykapcsolók | |
| 8. GÉPALKATRÉSZEK CSATLAKOZTATÁSA | |
| 8.1. Állandó kapcsolatok | |
| 8.1.1. Hegesztett kötések | |
| Hegesztési varratok szilárdságának számítása | |
| 8.1.2. Szegecs csatlakozások | |
| 8.2. Levehető csatlakozások | |
| 8.2.1. MENETES CSATLAKOZÁSOK | |
| Menetes csatlakozások szilárdságának számítása | |
| 8.2.2. Pin csatlakozások | |
| 8.2.3. Kulcsos csatlakozások | |
| 8.2.4. Spline kapcsolatok | |
| 9. Rugók…………………………………… |
| | | következő előadás ==> | |
