Упругие элементы приборов

УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПРИБОРОВ

1. ОБЩИЕ  ХАРАКТЕРИСТИКИ  УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Упругие элементы. Классификация.

В качестве упругих элементов в приборах используют пружины и упругие чувствительные элементы различных конструкций.

Упругие элементы обладают способностями:

1. усилия и моменты, создаваемые ими, пропорциональны деформациям и не зависят от положения элемента в пространстве;
2. позволяют аккумулировать энергию путем предварительной упругой деформации
3. имеют малые габариты

Характеристика упругого элемента – зависимость между деформацией и нагрузкой. Эта зависимость выражается функцией: [pic 1].

Характеристика может быть линейной и нелинейной.

Под прогибом, углом закручивания или ходом упругого элемента понимают перемещение его нагружено конца или взаимного суммарного перемещения двух концов.

Жесткость пружины К – предел отношения приращения нагрузки [pic 2]к приращению прогиба [pic 3], когда [pic 4]

[pic 5]

Жесткость пружины можно определить по графику – характеристике упругого элемента:

[pic 6].

Если график выражается прямой линией, то [pic 7].

Чувствительность упругого элемента – величина, обратная жесткости [pic 8].Стабильность упругой характеристики достигается соответствующими свойствами материалов и технологией изготовления пружины. При превышении предельной нагрузки возникают остаточные, не упругие деформации, может произойти потеря устойчивости упругого элемента.

При прекращении действия нагрузки с упругого элемента он некоторое время продолжает деформироваться. Это явление называется упругим последействием.

При снятии нагрузки подвижная часть упругого элемента не точно следует по характеристике нагружения в обратную сторону. Эта разница называется гистерезизом, а площадь между этими двумя кривыми характеристиками необратимы потери энергии, что в конечном счете определяют степень точности упругого элемента [pic 9]- называется гистерезизом.

[pic 10] в обычных упругих элементах составляет 0,5…1,5%

Релаксация напряжений – процесс постепенного ослабления напряжений при постоянно деформировано упругом элементе или очень медленное при постоянно прилодении нагрузке. Упругие деформации переходят в пластические.

При изменении температуры изменяется модуль упругости материала.

[pic 11]

[pic 12] - модуль упругости соответственно при t и t0.

[pic 13] - температурный коэффициент модуля упругости. С уменьшением температуры жесткость пружин увеличивается

[pic 14]

Классификация.

Упругие элементы делятся на 3 основные группы по назначению:

1. Силовые пружины (аккумуляторы энергии). Запасенная энергия используется для приведения в действие механизмов, возвращение механизмов в исходное положение, для силового замыкания кинематических пар, цепей.
2. Измерительные пружины (упругие чувствительные элементы) Величина деформации таких пружин является мерой для измерения неизвестных сил или моментов. Используется характеристика упругих элементов.
3. Элементы для упругих связей используется для виброизоляции меха

Упругие элементы применяются дли создания усилий и моментов в механизмах приборов, а также в качестве аккумуляторов механической энергии и амортизаторов. Эти элементы разделяют по назначению, конструктивным формам и по ряду деформации.

По   назначению  упругие элементы делят на три группы: измерительные (чувствительные), служащие для создания противодействующих моментов и усилий в различных приборах. К ним относятся спиральные, трубчатые и биметаллические пружины, подвесы, растяжки, мембраны и мембранные коробки, сильфоны;