Пружина растяжения

Пружиной именуется элемент, выполняющий функцию аккумулирования энергии, образующейся вследствие упругой деформации при воздействии нагрузки и дальнейшей отдачи образующейся энергии вследствие прекращения влияния нагрузки. Пружины выпускаются на разных заводах и могут быть выполнены в виде конуса, спирали, пластины, цилиндра и пр. В соответствии с формой сечения витков упругие элементы группируются по категориям: с круговым, прямоугольным и квадратным сечением. Классификация осуществляется и по направлению навивки — правые и левые пружины. Согласно параметру типа воспринимаемой нагрузки, выделяют пружины растяжения, кручения, изгиба и сжатия.

Пружины растяжения считаются самыми распространенными в сфере машиностроения и приборостроения. Эти детали с устойчивой упругостью чаще всего выпускаются в цилиндрической форме. Назначение изделий данной категории пружин — восприятие продольно-осевых нагрузок. Подобные пружины отличаются компактностью габаритов и простотой конструктивного исполнения, повышенной степенью надежности в эксплуатации. Производство элементов осуществляется посредством метода холодной либо горячей навивки проволоки квадратного, прямоугольного, круглого поперечного сечения на специальные оправки.

Наименование

Пружина растяжения

Присущее пружинам растяжения свойство возвращаться после деформации в первоначальный вид обусловило актуальность применения деталей в машиностроении, автомобилестроении, приборостроении с целью изготовления техники сельскохозяйственного и промышленного назначения. Упругие элементы востребованы также в качестве компонентов установок в военной и нефтедобывающей сферах, лифтовых службах и пр.

Выпускаемые сегодня механизмы и оборудование обычно комплектуются пружинами. Сложные конструкции предусматривают одновременное применение множества пружин разных видов. Задачей упругих элементов является амортизация, обеспечение натяжения и нажатия, виброизоляция, накопление энергии и выполнение ряда прочих функций. Актуально также бытовое использование пружин в роли элементов конструкции предметов мебели.

Изображение пружин на чертежах

Четкий регламент изображения пружин и обязательные к соблюдению требования зафиксированы в соответствующем ГОСТ 2.401-68.

В соответствии с этим государственным стандартом предусматривается горизонтальная ориентация графического изображения на чертеже. При этом показываемые на рабочих чертежах пружины должны находиться в свободном состоянии, что подразумевает отсутствие влияния на детали деформации.

При изображении пружин винтового типа, если количество витков превышает четыре, на рисунке отображается 1 — 2 витка с каждого из концов, за исключением опорных. Не подлежат изображению прочие витки — вместо них чертятся осевые линии, которые пролегают через центры сечений витков вдоль элемента.

В ходе вычерчивания изображения пружины цилиндрической или конической формы винтового типа каждый виток необходимо обозначить с помощью прямых линий. Отрезки соединяют определенные участки контуров. Витки в разрезе обозначаются прямыми линиями, которые соединяют сечения. При вычерчивании пружин в разрезе допускается показывать только сечения витков. В случае если проволока, из которой навивается пружина, имеет диаметр в сечение два миллиметра и менее, её витки изображают линиями толщиной 0,6 — 1,5 мм.

При выполнении рабочих чертежей соблюдается правило: пружины обозначаются с правой навивкой. Требования к производству пружин, в перечень которых входит направление навивки, количество витков и прочая информация, указываются в технических требованиях. Данные заносятся под само изображение.

Рабочие чертежи пружин ответственного назначения должны быть укомплектованы силовыми диаграммами. Необходимо продемонстрировать зависимость деформации детали с определенными характеристиками от нагрузки.

Чертеж пружины сжатия, растяжения, кручения

Пружина считается довольно распространенным изделием, которое применяется в самых различных механизмах. Для их создания проводится разработка проекта, частью которого являются схемы. Схематическое отображение характеризуется довольно большим количеством особенностей, только при учете которых можно проводить разработку проекта. Рассмотрим все особенности его изображения на чертеже подробнее.

Виды пружин и их обозначение на чертежах

Выделяют довольно большое количество различных видов детали, ни по-разному отображаются на документе. Распространение получили следующие:

1. Винтовые наиболее известный тип, который применяется на сегодняшний день при создании самых различных устройств. Примером можно назвать автомобильную подвеску. Подобный вариант исполнения выполняется в цилиндрическом и коническом виде. Такой чертеж пружины весьма распространен, может отображаться в упрощенном и другом варианте.
2. Торсионные варианты исполнения напоминают предыдущий, однако при этом могут работать одновременно на кручение и изгиб. Этот тип детали применяется при создании подвески тяжелых автомобилей, измерительных и многих других приборов. На документе этот вариант изображается несколько иначе, все зависит от конкретной разновидности.
3. Спиральные применяются при создании самых различных механизмов, к примеру, наручных часов. Ключевая особенность заключается в том, что проволока определенного диаметра накручивается по спирали. Распространение изделие можно связать с возможностью накопления и сохранения потенциальной энергии.
4. Тарельчатые лишь от части напоминают классический вариант исполнения, но применяются довольно часто. Они представлены несколькими дисками, которые расположены между собой. Главное преимущество этого предложения заключается в несущественной деформации конструкции при воздействии большого усилия. Чаще всего тарельчатые применяются при создании предохранительных клапанов и
5. Могут применяться и волновые конструкции, которые характеризуются своими определенными ключевыми особенностями. Примером можно назвать то, что витки имеют сильное искривление, за счет чего существенно снижается габариты устройства.

Классификация также проводится по предназначению изделия. Выделяют следующие основные группы:

1. Растяжения. В этом случае соседние кольца находятся без зазора относительно друг друга.
2. Сжатия. При изготовлении оставляется определенный зазор, который позволяет сближать оба последних кольца относительно друг друга.
3. Кручения и изгиба.

Многие варианты исполнения отображаются на документе с учетом установленных стандартов. При этом не стоит забывать о том, что различные детали характеризуются своими определенными эксплуатационными характеристиками.

Отображение технических параметров пружины на чертеже

Провести обозначение на чертеже можно при применении самых различных способов. Важным моментом назовем то, что применяемые стандарты указываются в ГОСТ 2.401-68. Применяемая схема и установленные стандарты определяют следующие моменты:

1. Все типы изделий должны отображаться исключительно в освобожденном состоянии. Оно характеризуется тем, что на проволоку не оказывается давления со стороны внешней среды.
2. Стоит учитывать, что для всех изделий проводится создание дополнительной записки, в которой указываются все основные технологические особенности.

Скачать ГОСТ 2.401-68

Выделяют довольно большое количество различных параметров, которые имеют важное значение. Примером можно назвать количество витков, коэффициент жесткости и многое другое.

Чертеж пружины сжатия

Довольно большое распространение получили именно варианты исполнения, рассчитанные на сжатие. Они применяются при создании самых различных механизмов, и при этом характеризуются своими определенными особенностями. Рассматривая чертеж пружины сжатия отметим следующие моменты:

1. В случае, когда деталь имеет более 4 витков, проводится вычерчивание только 1-2 витка с обеих сторон.
2. Из-за большой длины все кольца не изображаются. Однако, последние отображаются прерывистой линией и создается осевая.
3. Если при изготовлении изделия применяется проволока, которая имеет толщину не более 2 мм, то она отображается линиями толщиной от 0,6-1,5 мм.

Не стоит забывать о том, что на документе должны отображаться и все размеры. Наиболее важными можно назвать:

1. Диаметр применяемой проволоки. Он может варьировать в достаточно большом диапазоне.
2. Шаг расположения колец. Еще один определяющий параметр, который должен учитываться.
3. Средний диаметр, а также внутренний и наружный. Они определяют основные габариты.
4. Длина изделия в свободном состоянии. Свободным состоянием считается то, когда на деталь не оказывается нагрузка.

В целом можно сказать, что поставленная задача по отображению детали довольно сложна в исполнении.

Чертеж пружины растяжения

Деталь, которая предназначена для растяжения, характеризуется своими определенными особенностями. Она также встречается довольно часто, однако особые свойства также отражаются на схематическом отображении. Рассматриваемые пружины растяжения изображаются следующим образом:

1. В свободном состоянии все витки находятся рядом, зазора нет. Этот момент во многом определяет сложности при отображении изделия.
2. Шаг в рассматриваемом случае равен ширине проволоки.
3. Все витки, кроме крайних, которые предназначены для зацепления, при эксплуатации находятся в работе.
4. На документе изображаются в развернутом виде кольца зацепа. Они являются важной частью механизма растяжения, предназначены для фиксации.

Как и в предыдущем случае, в рассматриваемом проводится отображение основных размеров кроме шага. Примером можно назвать наружный и внутренний диаметр, а также длину в свободном состоянии.

Чертеж пружины кручения

Как ранее было отмечено, вариант исполнения, рассчитанные на кручение, отобразить их довольно сложно. Ключевыми моментами можно назвать следующее:

1. Часто изображается два вида.
2. Если деталь имеет большое количество витков, то определенная часть не отображается.
3. Основными размерами можно назвать диаметр применяемой проволок при изготовлении, диаметр созданных колец и центрального изгиба.

Рассматриваемый вариант исполнения кручения весьма распространена. Она применяется при изготовлении различных механизмов.

Чертеж изделия из проволоки

Все разновидности механизма изготавливаются при применении проволоки. Именно поэтому при отображении указывается следующая информация:

1. Диаметр.
2. Протяженность.
3. Тип применяемого материала при изготовлении.

Некоторые детали нельзя отобразить в упрощенной форме. Именно поэтому при создании документа возникает довольно много трудностей.

Как начертить пружину?

Единого и универсального алгоритма по отображению рассматриваемого изделия практически нет. Именно поэтому начертить пружину можно при применении самых различных способов. Кроме этого, есть единая конструкторская документации ЕСКД чертежа. Алгоритм действий следующий:

1. Изображается ось. Установленные нормы определяют то, что ось отображается штрихпунктирной линией.
2. Определяются основные параметры. Примером можно назвать шаг между отдельными витками, а также диаметр применяемой проволоки.
3. Проводится отображение кругов с определенным шагом. Для этого проводится нанесение осей, расстояние которых определяется шагом, а также диаметром витков. Изначально проводится изображение кругов тонкой линией.
4. Круги соединяются между собой линиями. За счет этого проводится формирование основной части. В месте скрещивания витков линии наносятся штрихами.
5. Следующий шаг заключается в обрыве центральной части в случае большой длины детали в свободном состоянии.
6. Далее проводится нанесение основных размеров. Как ранее было отмечено, это длина в свободном состоянии, средний, минимальный и максимальный диаметр витков, диаметр применяемой проволоки при изготовлении, шаг и некоторые другие параметры. Стоит учитывать, что если для отображения всех размеров недостаточно свободного места, то они заносятся в специальную таблицу.

Изображение пружин на чертежах предусматривает создание довольно большого количества вспомогательных линий, которые требуются для точного позиционирования основных элементов. Подобным образом также отображается подвеска кабеля некоторые другие механизмы.

В заключение отметим, что сегодня изобразить эскиз можно вручную или при применении специальных программ. Чаще всего в последнее время используют именно специальное программное обеспечение. Это связано с тем, что электронный вид изделия проще всего передать и исправить. Кроме этого, при использовании программы можно повысить точность готового результата и ускорить сам процесс.

Чертежи пружин

Функции, выполняемые пружинами, весьма разнообразны. Их применяют: в тормозах, фрикционных передачах; для аккумулирования энергии с последующим использованием пружины как двигателя (например, часовые); для амортизации ударов и вибраций (рессоры, буферы); для возвратных перемещений клапанов, кулачковых механизмов и др.

Во всех этих случаях используют основное свойство пружины — по окончании действия на нее внешней силы возвращаться под действием внутренних сил упругости к своей первоначальной форме.

По виду нагружения пружины подразделяют на пружины сжатия, растяжения, кручения и изгиба; по форме (рис. 8.112, а-г) — на винтовые цилиндрические (а, б) и конические (в, г), сжатия с различной формой сечения витка; цилиндрические растяжения (д); кручения (е); спиральные (ж); листовые (з); тарельчатые (и) и др., см. ГОСТ 2.401-68* (СТ СЭВ 285-76.и 1185-78).

Витки винтовой цилиндрической или конической пружины изображают прямыми линиями, касательными к соответствующим участкам контура (рис. 8.112, а, в, д, е). Допускается в разрезе изображать только сечения витков. Если диаметр проволоки или толщина сечения материала на черте-же 2 мм и менее, то пружину изображают линиями толщиной 0,5…1,4 мм (рис. 8.113).

Пружины изображают с правой навивкой, с указанием направления на-вивки в ТТ.

При вычерчивании винтовых пружин с числом витков более четырех показывают с каждого конца пружины один-два витка, кроме опорных (рис. 8.112), проводя осевые линии через центры сечений витков по всей длине пружины. Пружины изображают с осью, параллельной основной надписи чертежа.

Как правило, на рабочем чертеже помещают диаграмму испытаний, показывающую зависимость деформации (растяжения, сжатия) от силы F1 — при предварительной деформации в Н (кгс), F2, обеспечивающей предусмотренные рабочие деформации, и F3, вызывающей максимальную деформацию (рис. 8.114). Деформации указывают или изменение высоты пружины (рис. 8.115, где l — высота пружины при предварительной деформации, l2 — то же, при рабочей и l/3 — при максимальной деформации; l0 — высота пружины в свободном состоянии), или удлинение под соответствующей нагрузкой (рис. 8.116), величины l2 и l3; l0 — длина пружины без зацепов в свободном состоянии;

В технических требованиях, располагаемых под изображением пружины, указывают:

1. номер стандарта на пружину (если таковой имеется);
2. направление навивки;
3. n — число рабочих витков (у пружин растяжения все витки рабочие, кроме зацепов);
4. полное число витков Л|, обычно равное n+1,5…2 (см рис. 8.115);
5. твердость HRCЭ (при необходимости, на учебных чертежах не указывают); 6) длину L развернутой пружины, вычисляемой по формуле: L=3,2D0n1 (без учета зацепов), где D — средний диаметр пружины;
6. размеры для справок;
7. другие технические требования (на учебных чертежах их не помещают).

В ответственных случаях указывают диаметры контрольной гильзы (Dг) и стержня (Dс) для контроля кривизны оси пружины.

Для образования опорных витков поджимают или целый виток (рис. 8.117,а,6), или 3/4 (рис. 8.117, в), причем, как правило, в случаях б, в их шлифуют на 3/4 дуги окружности для предупреждения перекоса оси пружины (см. рис. 8.115). Радиус гиба зацепов принимают равным D-2d.

В зависимости от условий эксплуатации пружины (требуемая сила пружины, перепад температур и др.) изготавливают из проволоки класса I (высокой прочности) или классов II и IIА (менее прочной), выпускаемой по ГОСТ 9389-75* (-60… + 120°С), из более дешевой проволоки, из стали марки 65Г, из стали марки 50ХФА, применяемой для изготовления пружин I класса в условиях перепада температур от -180 до +250 °С и требуемой силы Р3=140…6000 Н (14…600 кгс), из пружинной бронзовой проволоки, например БрОЦ4-3, и других материалов.

Пример записи в графе 3 (материал) основной надписи: Проволока 4-1 ГОСТ 9389-75, где 4 — диаметр проволоки первого класса из стали марки 45 по ГОСТ 1050-88.

Правила оформления чертежей пружин конических, спиральных, листовых и других см. в ГОСТ 2.401-68* (СТ СЭВ 285-76 и 1185-76).

Пружина

Пружиной обычно называется деталь, которая способна накапливать энергию за счет значительной упругой деформации возникающей под воздействием расчётной нагрузки. Выпускаются такие упругие элементы, на самых разных заводах производителях, а в зависимости от назначения они, могут иметь форму спирали, цилиндра, конуса, пластины и пр. Пружины могут группироваться по различным категориям в зависимости от формы сечения навиваемой проволоки, которая может быть с квадратным сечением, круглым или прямоугольным, а так же от направления навивки которое обычно выполняется в правом направлении, но может быть и левым. По типу воспринимаемой нагрузки упругие элементы могут быть пружинами сжатия, кручения, растяжения или изгиба.

Как в приборостроении, так и в машиностроении наиболее распространенными считаются пружины сжатия. Чаще всего подобные упругие детали, назначение которых воспринимать продольно-осевые нагрузки, выполняются в цилиндрической форме. Подобные изделия отличаются от других простым конструктивным исполнением и компактными габаритами, а также надежной эксплуатацией. Пружины производятся с помощью метода горячей или холодной навивки проволоки круглого сечения, прямоугольного или квадратного с помощью специальной оснастки.

Наименование

Пружина сжатия

Так как пружина сжатия обладает способностью к деформации и последующему возврату к исходному положению, ее очень часто используют в автомобилестроении, машиностроении и приборостроении. Ее часто применяют наряду с другими видами пружин в производстве приборов и инструментов в сельском хозяйстве, промышленном оборудовании и железно-транспортных предприятиях. Также их используют на установках в нефтедобывающей отрасли, военной сфере и лифтовых службах и в ряде других структур, механизмов, коммуникаций.

В современном мире большинство оборудования, приборов и машин оснащаются пружинами. При этом внутри одного прибора может использоваться сразу несколько пружин, их количество может доходить до нескольких десятков или сотен, типы этих конструкций и видов пружин могут быть самыми разными. Пружины используют в качестве элементов для амортизации, обеспечения натяжения или нажатия, способствованию снижению вибраций, аккумуляции энергию или выполнения множество иных функций. Свое применение пружины могут найти и в быту. Их достаточно часто используют в качестве деталей для комплектации и сборки мебели — диванов, шкафов, кроватей, столов, кресел и других образцов подобной продукции.

Изображение пружины на чертежах

Пружины выполняются по определенным правилам, которые устанавливает ГОСТ 401-68.

По этому стандарту графическое изображение пружины на поле чертежа обязательно должно располагаться горизонтально, а так же, что не маловажно, пружина должна быть обрисована в свободном состоянии, то есть без деформации.

Если винтовая пружина имеет больше чем четыре витка, то ее изображают на чертеже при помощи одного, либо двух витков с каждого окончания, не считая опорных. Все остальные витки нет необходимости изображать детально, их заменяют нанесением обычных осевых линий, которые будут проходить сквозь центры сечений витков и вдоль пружины.

При необходимости вычерчивания изображений винтовой конической или цилиндрической пружины, витки следует изобразить с помощью прямых линий, которые будут соединять соседние участки контуров. Когда пружину изображают в разрезе, её витки наносят прямыми линиями, которые соединяют сечения или, что допускается, указывают сечения витков без соединяющих линий. В том случае если диаметр проволоки используемой для навивки пружины имеет величину 2 мм и менее, то её графическое изображение выполняется линиями толщиной от 0,6 до 1,5 мм.

Графически наносимое изображение пружины на чертеже реализуется исключительно с правой навивкой, а её направление указывается в технических требованиях.

Указания, которые важны для изготовления пружины, к примеру, полное число витков в ней или их рабочее количество, длина пружины в случае ее развернутого вида и иные сведения, которые могут быть важны, так же размещают в технических требованиях, под изображением, где начерчена пружина.

Рабочий чертеж пружины предполагает наличие силовой диаграммы в том случае, если у нее ответственное назначение. Она формируется для того, чтобы отразить наличие и количество зависимости деформации пружины и заданных нагрузкой параметров.

Литература:

1. Wunderlich, «Geschichte der Medicin» (Штуттгардт, 1958).
2. А.В. Ланцова, Е.В. Санарова, Н.А. Оборотова и др. Разработка технологии получения инъекционной лекарственной формы на основе отечественной субстанции производной индолокарбазола ЛХС-1208 // Российский биотерапевтический журнал. 2014. Т. 13. № 3. С. 25-32.
3. Мирский, «Медицина России X—XX веков» (Москва, РОССПЭН, 2005, 632 с.).
4. https://gk-drawing.ru/drawings/tension-spring.php.
5. https://stankiexpert.ru/tehnologicheskaya-osnastka/zapchasti/chertezh-pruzhiny.html.
6. https://alldrawings.ru/yroki-cherchenia/item/%D1%87%D0%B5%D1%80%D1%82%D0%B5%D0%B6%D0%B8-%D0%BF%D1%80%D1%83%D0%B6%D0%B8%D0%BD.
7. https://gk-drawing.ru/drawings/compression-spring.php.
8. З.С. Смирнова, Л.М. Борисова, М.П. Киселева и др. Доклиническое изучение противоопухолевой активности производного индолокарбазола ЛХС-1208 // Российский биотерапевтический журнал. 2014. № 1. С. 129.
9. Frédault, «Histoire de la médecine» (П., 1970).
10. Moustafine R. I., Bobyleva V. L., Bukhovets A. V., Garipova V. R.,Kabanova T. V., Kemenova V. A., Van den Mooter G. Structural transformations during swelling of polycomplex matrices based on countercharged (meth)acrylate copolymers (Eudragit® EPO/Eudragit® L 100-55). Journal of Pharmaceutical Sciences. 2011; 100:874–885. DOI:10.1002/jps.22320.