Как подобрать пружину по весу

Как правильно выбрать параметры пружин

Анонсировав производство пружин для койловеров, мы сразу столкнулись с множеством вопросов. От того, как замерить, до выбора жесткости. Сегодня расскажем обо всем по порядку.

Внутренний диаметр

Если к винтам вы притрагивались своими руками, а не отдали автомобиль на установку в сервис, то у вас должно быть представление, где у пружины внутренний диаметр.

А если у вас винты производства BC Racing или DGR, то размеры указаны на пружинах.

На большинстве койловеров конструкции фул-тап, посадочный диаметр будет 62 мм, но если есть сомнения, то обязательно измерьте пружину или гайку, на которой она фиксируется, применив штангенциркуль или простую линейку.

Жесткость

Почему жесткость измеряется в кг? Чтобы сжать пружину, нужно применить усилие. Например, чтобы сжать пружину жесткостью 20 кг/мм на 1 мм нужно приложить к ней усилие в 20 кг.

На большинстве койловеров жесткость варьируется от 5 кг/мм до 8 кг/мм. Также для таких фирм как BC и DGR доступны опционально более жесткие пружины. Сказать точно какие пружины по жесткости вам нужны – нельзя. Читайте больше информации о других машинах, не бойтесь спрашивать тех, на чью машину вы ориентируетесь или кто разбирается в этом больше вас.

Высота

Для начала вы должны понять какая нужна жесткость, а уже потом думать о высоте.

Нужно понимать, что пружина длиной 160 мм и жесткостью 8 кг/мм может сжаться под весом машины аж на 40 мм. То есть в нагруженном состоянии пружина будет 140 мм.

Расчет производим следующим образом, нам нужно знать массу авто и развесовку по осям, далее все просто.

(масса оси/2)/кг=просадка пружины

Производим расчет на примере BMW 1er F21

Масса 1360 по СТС и развесовка 50х50, стандартные пружины BC Racing 220 мм x 8кг/мм

(680 кг / 2) / 8 кг/мм = 42,5 мм
220 – 42,5 = 177,5 мм

177,5 мм – это длинна пружины под весом задней части автомобиля.

Нестандартные пружины с параметрами 180 мм X 19кг/мм.

(680 кг / 2) / 19 кг/мм = 17,9 мм
180 – 17,9 = 162 мм

Сравниваем получившиеся результаты и понимаем насколько нужно крутить вверх-вниз гайку, чтобы сохранить ту высоту которая сейчас есть.

Теперь вам остается либо посмотреть на пружинах маркировку длины, либо померить ее линейкой.

Источник

Расчет пружин

Формулы и способы расчета пружин из стали круглого сечения по ГОСТ 13765

Пружина сжатия Пружина растяжения

Наименование параметра Обозначение Расчетные формулы и значения
Сила пружины при предварительной деформации, Н F 1 Принимается в зависимости от нагрузки пружины
Сила пружины при рабочей деформации (соответствует наибольшему принудительному перемещению подвижного звена в механизме), Н F 3 Принимается в зависимости от нагрузки пружины
Рабочий ход пружины, мм h Принимается в зависимости от нагрузки пружины
Наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или разгрузке, м/с v max Принимается в зависимости от нагрузки пружины
Выносливость пружины, число циклов до разрушения N F Принимается в зависимости от нагрузки пружины
Наружный диаметр пружины, мм D 1 Предварительно принимаются с учетом конструкции узла. Уточняются по таблицам ГОСТ 13766…ГОСТ 13776
Относительный инерционный зазор пружины сжатия. Для пружин растяжения служит ограничением максимальной деформации δ δ = 1 — F 2 / F 3 (1)
Для пружин сжатия классов I и II
δ = 0,05 — 0,25
для пружин растяжения
δ = 0,05 — 0,10
для одножильных пружин класса III
δ = 0,10 — 0,40
для трехжильных класса III
δ = 0,15 — 0,40
Сила пружины при максимальной деформации, Н F 3

Уточняется по таблицам ГОСТ 13766 ÷ ГОСТ 13776

Сила предварительного напряжения (при навивке из холоднотянутой и термообработанной проволоки), Н F (0,1 ÷ 0,25) F 3
Диаметр проволоки, мм d Выбирается по таблицам ГОСТ 13764 ÷ ГОСТ 13776
Диаметр трехжильного троса, мм d 1 Выбирается по таблицам ГОСТ 13764 ÷ ГОСТ 13776
Жесткость одного витка пружины, Н/мм c 1 Выбирается по таблицам ГОСТ 13764 ÷ ГОСТ 13776
Максимальная деформация одного витка пружины, мм s’ (при F = 0)
s» (при F > 0)
Выбирается по таблицам ГОСТ 13764 ÷ ГОСТ 13776

Максимальное касательное напряжение пружины, МПа τ 3
Для трехжильных пружин

Критическая скорость пружины сжатия, м/с v k

Для трехжильных пружин

Модуль сдвига, МПа G Для пружинной стали
G = 7,85 х 10 4
Динамическая (гравитационная) плотность материала, Н • с 2 /м 4 ρ ρ = γ / g,
где g — ускорение свободного падения, м/с 2
γ — удельный вес, Н/м 3
Для пружинной стали ρ = 8•10 3
Жесткость пружины, Н/мм с

Для пружин с предварительным напряжением

Для трехжильных пружин

Число рабочих витков пружины n
Полное число витков пружины n 1

где n2 — число опорных витков

Средний диаметр пружины, мм D

Для трехжильных пружин

Индекс пружины i

Для трехжильных пружин

Рекомендуется назначать от 4 до 12

Коэффициент расплющивания троса в трехжильной пружине, учитывающий увеличение сечения витка вдоль оси пружины после навивки Δ Для трехжильного троса с углом свивки β = 24° определяется по таблице

i 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 7,0 и
более
Δ 1,029 1,021 1,015 1,010 1,005 1,000
Предварительная деформация пружины, мм s 1
Рабочая деформация пружины, мм s 2
Максимальная деформация пружины, мм s 3
Длина пружины при максимальной деформации, мм l 3

где n3 — число обработанных витков

Для трехжильных пружин

Для пружин растяжения с зацепами

Длина пружины в свободном состоянии, мм l
Длина пружины растяжения без зацепов в свободном состоянии, мм l’
Длина пружины при предварительной деформации, мм l 1

Для пружин растяжения

Длина пружины при рабочей деформации, мм l 2

Для пружин растяжения

Шаг пружины в свободном состоянии, мм t

Для трехжильных пружин

Для пружин растяжения

Напряжение в пружине при предварительной деформации, МПа τ 1
Напряжение в пружине при рабочей деформации, МПа τ 2
Коэффициент, учитывающий кривизну витка пружины k

Для трехжильных пружин

Длина развернутой пружины (для пружин растяжения без зацепов), мм l
Масса пружины (для пружин растяжения без зацепов), кг m
Объем, занимаемый пружиной (без учета зацепов пружины), мм 3 V
Зазор между концом опорного витка и соседним рабочим витком пружины сжатия, мм λ Устанавливается в зависимости от формы опорного витка
Внутренний диаметр пружины, мм D 2
Временное сопротивление проволоки при растяжении, МПа R m Устанавливается при испытаниях проволоки или по ГОСТ 9389 и ГОСТ 1071
Максимальная энергия, накапливаемая пружиной, или работа деформации, мДж Для пружин сжатия и растяжения без предварительного напряжения

Для пружин растяжения с предварительным напряжением

Методика определения размеров пружин

По величине заданной выносливости NF предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу

По заданной силе F 2 и крайним значениям инерционного зазора δ вычисляют по формуле (2) значение силы F 3
По значению F 3, пользуясь таблицей, предварительно определяют разряд пружины

По таблицам «Параметры пружин» находят строку, в которой наружный диаметр витка пружины наиболее близок к предварительно заданному значению D 1. В этой же строке находят соответствующие значения силы F 3 и диаметра проволоки d

Источник

Расчет пружин сжатия и растяжения

ФОРМУЛЫ И СПОСОБЫ РАСЧЕТА ПРУЖИН
ИЗ СТАЛИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ
(по ГОСТ 13765-86)

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПРУЖИН ПО ГОСТ 13765-86

2. По величине заданной выносливости Np предварительно определяют принадлежность пружины к соответствующему классу по табл. 1.

3. По заданной силе F2 и крайним значениям инерционного зазора δ вычисляют по формуле (2) значение силы F3.

4. По значению F3, пользуясь табл. 2, предварительно определяют разряд пружины.

5. По табл. 11-17 находят строку, в которой наружный диаметр витка пружины наиболее близок к предварительно заданному значению D1. В этой же строке находят соответствующие значения силы F3 и диаметра проволоки d.

7. По полученным значениям F3и τ3, a также по заданному значению F2 по формулам (5) и (5а) вычисляют критическую скорость vk и отношение vmax / vk, подтверждающее или отрицающее принадлежность пружины к предварительно установленному классу. При несоблюдении условий vmax / vk КЛАССЫ И РАЗРЯДЫ ПРУЖИН

Ниже рассматриваются винтовые цилиндрические пружины сжатия и растяжения из стали круглого сечения с индексами i = d/D от 4 до 12.

Класс пружин характеризует режим нагружения и выносливости, а также определяет основные требования к материалам и технологии изготовления.

Разряды пружин отражают сведения о диапазонах сил, марках применяемых пружинных сталей, а также нормативах по допускаемым напряжениям.

Отсутствие соударения витков у пружин сжатия определяется условием vmax / vk ВЫНОСЛИВОСТЬ И СТОЙКОСТЬ ПРУЖИН

При наличии интенсивного соударения витков выносливость располагается в обратном порядке, т.е. повышается не с понижением, а с ростом τ3. В таком же порядке располагается и стойкость, т.е. уменьшение остаточных деформаций или осадок пружин в процессе работы.

1. КЛАССЫ ПРУЖИН по ГОСТ 13765-86

Класс пружин Вид
пружин
Нагружение Выносливость NF
(установленная безотказная наработка), циклы,
не менее
Инерционное соударение витков
I Сжатия и растяжения Циклическое 1×10 7 Отсутствует
II Циклическое и статическое 1×10 5
III Сжатия Циклическое 2×10 3 Допускается

Примечание. Указанная выносливость не распространяется на зацепы пружин растяжения.

2. РАЗРЯДЫ ПРУЖИН по ГОСТ 13765-86

1. Пружина сжатия из проволоки круглого сечения с неподжатыми и нешлифованными крайними витками.

2. Пружина сжатия с поджатыми по 3/4 витка с каждого конца и шлифованными на 3/4 окружности опорными поверхностями.

3. Пружины растяжения из проволоки круглого сечения с зацепами, открытыми с одной стороны и расположенными в одной плоскости.

ОПОРНЫЕ ВИТКИ ПРУЖИН СЖАТИЯ

ДЛИНА ПРУЖИН СЖАТИЯ

Длину пружин сжатия рекомендуется принимать Lo Значение зазора z, мм

чертеж пружины сжатия;
чертеж пружины параболоидной;
расчет пластинчатой пружины изгиба;
расчет пружин кручения из круглой проволоки;
ГОСТ 13764-86 » Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. Классификация»;
ГОСТ 13766-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения 1 класса, разряда 1 из стали круглого сечения. Основные параметры витков»;
ГОСТ 13767-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения 1 класса, разряда 2 из стали круглого сечения. Основные параметры витков»;
ГОСТ 13768-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения 1 класса, разряда 3 из стали круглого сечения. Основные параметры витков»;
ГОСТ 13769-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия 1 класса, разряда 4 из стали круглого сечения. Основные параметры витков»;
ГОСТ 13770-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения II класса, разряда 1 из стали круглого сечения. Основные параметры витков»;
ГОСТ 13771-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения II класса, разряда 2 из стали круглого сечения. Основные параметры витков»;
ГОСТ 13772-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения II класса, разряда 3 из стали круглого сечения. Основные параметры витков»;
ГОСТ 13773-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия II класса, разряда 4 из стали круглого сечения. Основные параметры витков»;
ГОСТ 13774-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия III класса, разряда 1 из стали круглого сечения. Основные параметры витков»;
ГОСТ 13775-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия III класса, разряда 2 из стали круглого сечения. Основные параметры витков»;
ГОСТ 13776-86 «Пружины винтовые цилиндрические сжатия III класса, разряда 3 из стали круглого сечения. Основные параметры витков».

Источник

Расчет пружины растяжения

Данная статья является откликом на многочисленные обращения читателей с просьбой представить алгоритм и расчет пружины растяжения в виде простой и понятной программы в MS Excel, подобной программе расчета пружины сжатия, опубликованной на блоге в июне 2013 года.

Перед тем как перейти непосредственно к программе хочу отметить несколько важных моментов, определяющих методику расчета цилиндрической винтовой пружины растяжения из круглой проволоки.

1. Логика и зависимости силового расчета пружины растяжения абсолютно аналогичны алгоритму и формулам расчета пружины сжатия.

2. На величину высоты пружины существенно влияют форма и размеры зацепов.

В представленной ниже программе выбран наиболее технологичный вид зацепов, считающийся одним из лучших.

4. Долговечность пружины – это количество циклов сжатия-растяжения, в течение которых пружина сохраняет свои силовые и геометрические параметры, по-простому – не ломается. На долговечность цилиндрической пружины и растяжения и сжатия влияют три главных фактора:

— механические свойства материала, из которого навита пружина;

— индекс пружины (отношение среднего диаметра навивки к диаметру проволоки);

— угол подъема витка (для пружины сжатия – это тангенс отношения шага навивки к длине витка, а для пружины растяжения – это тангенс отношения максимальной деформации витка к длине витка).

Если взять кусок проволоки и начать сгибать-разгибать в одном месте, то проволока переломится через некоторое количество циклов. Если сгибать-разгибать с малым радиусом и на большой угол, то разрушение произойдет быстрее, чем при сгибах с большим радиусом и на малый угол.

Аналогично обстоит дело и с долговечностью пружины. Чем меньше угол подъема витка и больше индекс пружины, тем большее количество циклов она отработает. Если требуется высокая долговечность, угол подъема витка следует принять 5…7° и только для статического режима работы можно этот угол увеличить до 10°.

Расчет пружины растяжения в MS Excel.

Предлагаемая вашему вниманию программа является адаптированным вариантом программы расчета пружины сжатия, которую вы найдете по ссылке в начале статьи.

Если заданные вами значения параметров будут ошибочными, программа подскажет, что следует сделать, выдав соответствующие рекомендации в строках со светло-зеленой заливкой.

Ниже представлены скриншот программы и формулы для цилиндрической стальной пружины растяжения из круглой проволоки с зацепами в виде отогнутых крайних витков (как показано на рисунке выше).

Внимание.

После выполнения расчета по программе выполняйте проверку касательных напряжений.

4. C1 =(78500* D )/(8* I 3 )

7. F3 = C1 * S3

10. Nрасч =( L2 —2* D 1 +3* D )/( D + F2 / C1 )

12. C = C1 / N

14. L3 = L + N * S3

15. F2 = C * L2 C * L

17. F1 = C * L1 C * L

18. Lразв π*( N +1,7)*( D1 D )/cos ( A )

19. Q = (π* D 2 /4)* Lразв *7,85/10 6

Всегда интересны ваши мнения, оставленные в комментариях.

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.

Ссылка на скачивание файла с программой: raschet-pruzhiny-rastyazheniya (xls 131KB).

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

25 комментариев на «Расчет пружины растяжения»

Мне нравится ваши оформления в программе Ексель. Хотелось бы в ближайшем будущем получить полный расчет зубчатых конических передач с круговыми и прямыми зубьями (I,II,III форм зуба) буду благодарен. С уважением ваш пользователь программ инженер-конструктор Логинов Владимир Иванович!

Спасибо Александр. Хочу спросить Вас. А почему Вы ( что в первой статье, что во второй)совсем не затрагиваете вопрос термообработки пружины? Ведь это на прямую влияет на жесткость!

Хасан Захарович, я не касаюсь вопросов термообработки только потому, что сила пружины зависит от геометрии витка и модуля сдвига материала, величина которого принимается за константу. Конечно, материал пружины должен обладать высокой упругостью и не допускать возникновения пластических деформаций во всем рабочем диапазоне перемещений, а это обеспечивается химическим составом и режимами закалки и отпуска.

Тысяча благодарностей за Ваши замечательные работы.

С наилучшими пожеланиями здоровья и дальнейших творческих успехов.

Я в восторге от Вашего сайта, начиная с короткого al-vo.

Спасибо, что существует интернет и в нём такие люди как Вы.

Виталик, в ячейке C6 вычисляется жесткость витка пружины:

78500 — это значение модуля сдвига пружинной стали в МПа.

Впишите в формулу вместо 78500 значение для используемого Вами материала и всё.

(Если ячейки защищены (не помню), то: Сервис — Защита — Снять защиту с листа. Пароля нет.)

Огромное Вам спасибо Александр. Благодаря вам сэкономил время и нервы. Сайт отличный. Всего самого хорошего.

Спасибо за калькулятор!

В принципе все понятно и просто.

Но, вводя в другие калькуляторы те же значения, не могу прийти к двум (даже приблизительно) одинаковым результатам. Я уже использую пружины растяжения (кстати мои пружины полностью соответствуют Расчётам у Вас; нагрузки не проверял), но т.к. они работают в агрессивной среде и температурах около 60-100 град, выходят из строя не прослужив и года — менее 52 недельных циклов.

Хочу проверить себя, но как?

С уважением, Александр

Не знаю, как помочь Вам, Александр. Как Ваши пружины могут «полностью соответствовать моим расчетам», если Вы «нагрузки не проверяли»?

Нагрузки по факту, приборного контроля не было

Подскажите, не могу расчитать пружину растяжения на которой висит 6 кг. ее длинна (с ушками) и весом на ней — 160 мм. диаметр 60-90 мм. пружину с грузом постоянно растягивают пресом до длинны 300-310 мм. ее задача вернуть данные 6 кг в первоначальное положение-160 мм. в расчетах выходят сильно большие длины пружины. (

Без изменения формы зацепов и увеличения размеров такую пружину сделать, наверное, нельзя. Если диаметр 90мм, то длина пружины будет уже больше 180мм. И очень большой ход — 150мм.

Очень полезная информация.

Спасибо! Реально помогает в самодельщине.

Спасибо за большую работу. Такой расчет пружины растяжения очень удобен в использовании.

Во-первых огромное спасибо за Ваши труды! стольким людям это помогает и сделать работу и понять смысл!

Не могли бы Вы немного разъяснить, в одном из комментариев к расчету пружины сжатия Вы написали, что всегда пытались заменить пружину растяжения пружиной сжатия по «ряду причин». Можно в двух словах — какие причины?

Причины банальны. Пружина растяжения занимает в механизме гораздо больше места чем пружина сжатия. Зацепы при неправильном закреплении часто деформируются и вообще требуют к себе особого отношения, усложняющего узел. При значительных скоростях сжатия-разжатия часто применение пружин растяжения вообще невозможно.

Здравствуйте, Александр. Подскажите, всегда ли в пружинах растяжения образуется предварительный натяг при навивке.

Не всегда. Можно ведь навить пружину растяжения с шагом превышающим диаметр проволоки.

Источник

Читайте также:  Киста прибавка в весе
Мастерица
Adblock
detector