बच्चों के लिए ज्वरनाशक दवाएं बाल रोग विशेषज्ञ द्वारा निर्धारित की जाती हैं। लेकिन बुखार के साथ आपातकालीन स्थितियाँ होती हैं जब बच्चे को तुरंत दवा देने की आवश्यकता होती है। तब माता-पिता जिम्मेदारी लेते हैं और ज्वरनाशक दवाओं का उपयोग करते हैं। शिशुओं को क्या देने की अनुमति है? आप बड़े बच्चों में तापमान कैसे कम कर सकते हैं? कौन सी दवाएँ सबसे सुरक्षित हैं?
स्प्रिंग सस्पेंशन के लोचदार गुणों का मूल्यांकन बल विशेषताओं और कठोरता गुणांक या लचीलापन गुणांक (लचीलापन) का उपयोग करके किया जाता है। इसके अलावा, स्प्रिंग्स और स्प्रिंग्स को ज्यामितीय आयामों की विशेषता है। मुख्य आयाम (चित्र 1) में शामिल हैं: भार के बिना मुक्त अवस्था में स्प्रिंग या स्प्रिंग की ऊंचाई एच सेंट और भार के तहत ऊंचाई एच जीआर, स्प्रिंग की लंबाई, स्प्रिंग का व्यास, का व्यास छड़, स्प्रिंग के कार्यशील घुमावों की संख्या। Hst और Hgr के बीच के अंतर को कहा जाता है वसंत विक्षेपणएफ. स्प्रिंग पर चुपचाप पड़े भार से प्राप्त विक्षेपण को स्थैतिक कहा जाता है। लीफ स्प्रिंग्स के लिए, अधिक सुविधाजनक माप के लिए, विक्षेपण क्लैंप के पास आयाम एच सेंट और एच जीआर द्वारा निर्धारित किया जाता है। स्प्रिंग्स के लचीले गुणदो मात्राओं में से एक द्वारा निर्धारित किया जाता है:
- लचीलापन कारक(या सिर्फ लचीलापन);
- कठोरता गुणांक(या सिर्फ कठोरता).
चावल। 1 - स्प्रिंग्स और स्प्रिंग्स के मुख्य आयाम
एकता के बराबर बल के प्रभाव में स्प्रिंग (स्प्रिंग) के विक्षेपण को लचीलापन f 0 कहा जाता है:
जहां P स्प्रिंग पर कार्य करने वाला बाहरी बल है, N;
एफ - वसंत विक्षेपण, एम।
स्प्रिंग की एक महत्वपूर्ण विशेषता इसकी कठोरता है और, जो संख्यात्मक रूप से एक के बराबर विक्षेप पैदा करने वाले बल के बराबर है। इस प्रकार,
और= पी/एफ.
उन स्प्रिंग्स के लिए जिनमें विक्षेपण भार के समानुपाती होता है, समानता सत्य है
पी= औरएफ।
कठोरता- लचीलेपन का पारस्परिक. स्प्रिंग्स (स्प्रिंग्स) का लचीलापन और कठोरताउनके मुख्य आयामों पर निर्भर करते हैं। जैसे-जैसे स्प्रिंग की लंबाई बढ़ती है या शीटों की संख्या और क्रॉस-सेक्शन घटती है, इसका लचीलापन बढ़ता है और इसकी कठोरता कम हो जाती है। स्प्रिंग्स के लिए, कॉइल्स के औसत व्यास और उनकी संख्या में वृद्धि के साथ और रॉड के क्रॉस-सेक्शन में कमी के साथ, लचीलापन बढ़ता है और कठोरता कम हो जाती है।
स्प्रिंग या स्प्रिंग की कठोरता और विक्षेपण के आधार पर, इसके विक्षेपण और लोचदार बल के बीच एक रैखिक संबंध निर्धारित किया जाता है P = औरएफ, ग्राफिक रूप से प्रस्तुत किया गया है (चित्र 2)। एक घर्षण रहित बेलनाकार स्प्रिंग (चित्र 2, ए) के संचालन आरेख को एक सीधी रेखा 0 ए द्वारा दर्शाया गया है, जो स्प्रिंग की लोडिंग (पी में वृद्धि) और इसकी अनलोडिंग (पी में कमी) दोनों के अनुरूप है। इस मामले में कठोरता स्थिर है:
और= पी/एफ∙टीजी α.
घर्षण के बिना चर कठोरता (एपेरियोडिक) के स्प्रिंग्स में रेखा 0AB (चित्र 2, बी) के रूप में एक आरेख होता है।
चावल। 2 - स्प्रिंग्स (ए, बी) और स्प्रिंग्स (सी) के संचालन के आरेख
पर लीफ स्प्रिंग ऑपरेशनइसकी चादरों के बीच घर्षण उत्पन्न होता है, जो उभरे हुए वाहन के कंपन को क्षीण करने में योगदान देता है और एक शांत गति बनाता है। साथ ही, बहुत अधिक घर्षण, स्प्रिंग की कठोरता को बढ़ाकर, निलंबन की गुणवत्ता को खराब कर देता है। स्थैतिक लोडिंग के तहत स्प्रिंग के लोचदार बल में परिवर्तन की प्रकृति (चित्र 2, सी) में दिखाई गई है। यह निर्भरता एक बंद घुमावदार रेखा का प्रतिनिधित्व करती है, जिसकी ऊपरी शाखा 0ए 1 लोड होने पर लोड और स्प्रिंग के विक्षेपण के बीच संबंध दिखाती है, और निचली शाखा ए 1 ए 2 0 - उतारते समय। लोडिंग और अनलोडिंग के दौरान स्प्रिंग के लोचदार बलों में परिवर्तन को दर्शाने वाली शाखाओं के बीच का अंतर घर्षण बलों द्वारा निर्धारित किया जाता है। शाखाओं द्वारा सीमित क्षेत्र वसंत की पत्तियों के बीच घर्षण बलों पर काबू पाने में खर्च किए गए कार्य के बराबर है। जब लोड किया जाता है, तो घर्षण बल विक्षेपण में वृद्धि का विरोध करते प्रतीत होते हैं, और जब उतार दिया जाता है, तो वे स्प्रिंग को सीधा होने से रोकते हैं। कैरिज स्प्रिंग्स में, घर्षण बल विक्षेपण के अनुपात में बढ़ता है, क्योंकि चादरों को एक-दूसरे के खिलाफ दबाने वाली ताकतें तदनुसार बढ़ जाती हैं। स्प्रिंग में घर्षण की मात्रा का अनुमान आमतौर पर तथाकथित सापेक्ष घर्षण गुणांक φ द्वारा लगाया जाता है, जो स्प्रिंग के लोचदार विरूपण पैदा करने वाले बल P के लिए घर्षण बल R tr के अनुपात के बराबर है:
घर्षण बल का परिमाण विक्षेपण एफ और स्प्रिंग कठोरता से संबंधित है और, इसके लोचदार गुणों, निर्भरता के कारण
उपकरण निर्माण में, विभिन्न ज्यामितीय आकृतियों के स्प्रिंग्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वे सपाट, घुमावदार, सर्पिल, पेंचदार हैं।
6.1. सपाट स्प्रिंग्स
6.1.1 फ्लैट स्प्रिंग्स के अनुप्रयोग और डिज़ाइन
फ्लैट स्प्रिंग एक प्लेट होती है जो मुड़ती है और एक लोचदार सामग्री से बनी होती है। निर्माण के दौरान, इसे ऐसा आकार दिया जा सकता है जो डिवाइस बॉडी में रखने के लिए सुविधाजनक हो, जबकि इसमें कम जगह लग सकती है। एक सपाट स्प्रिंग लगभग किसी भी स्प्रिंग सामग्री से बनाया जा सकता है।
विभिन्न विद्युत संपर्क उपकरणों में फ्लैट स्प्रिंग्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एक सिरे पर दबी हुई सीधी छड़ के रूप में सपाट स्प्रिंग के सबसे सरल रूपों में से एक सबसे व्यापक है (चित्र 6.1, ए)।
ए - विद्युत चुम्बकीय रिले का संपर्क समूह; बी - परिवर्तन संपर्क;
वी - स्लाइडिंग संपर्क स्प्रिंग्स
चावल। 6.1 संपर्क स्प्रिंग्स:
एक फ्लैट स्प्रिंग का उपयोग करके, एक प्रतिवर्ती लोचदार माइक्रोस्विच सिस्टम बनाया जा सकता है, जो पर्याप्त उच्च प्रतिक्रिया गति प्रदान करता है (चित्र 6.1, बी)।
फ्लैट स्प्रिंग्स का उपयोग विद्युत संपर्क उपकरणों में स्लाइडिंग संपर्कों के रूप में भी किया जाता है (चित्र 6.1, सी)।
फ्लैट स्प्रिंग्स से बने लोचदार समर्थन और गाइड में कोई घर्षण या प्रतिक्रिया नहीं होती है, स्नेहन की आवश्यकता नहीं होती है, और संदूषण के प्रति संवेदनशील नहीं होते हैं। लोचदार समर्थन और गाइड का नुकसान सीमित रैखिक और कोणीय गति है।
सर्पिल आकार के मापने वाले स्प्रिंग - एक बाल द्वारा महत्वपूर्ण कोणीय आंदोलनों की अनुमति दी जाती है। बालों का उपयोग व्यापक रूप से कई संकेतक विद्युत माप उपकरणों में किया जाता है और डिवाइस के ट्रांसमिशन तंत्र में बैकलैश का चयन करने के लिए किया जाता है। बालों का मोड़ कोण मजबूती के कारणों से और पर्याप्त बड़े मोड़ वाले कोणों पर बालों के मोड़ के सपाट आकार की स्थिरता के नुकसान के कारण सीमित है।
मुख्य स्प्रिंग्स का आकार सर्पिल होता है और यह मोटर के रूप में कार्य करता है।
चावल। 6.2 फ्लैट स्प्रिंग्स को सुरक्षित करने की विधियाँ
6.1.2 फ्लैट और सर्पिल स्प्रिंग्स की गणना
सपाट सीधी और घुमावदार स्प्रिंग्स एक दिए गए आकार (सीधी या घुमावदार) की प्लेट होती हैं, जो बाहरी भार के प्रभाव में लोचदार रूप से झुकती हैं, यानी झुकती हैं। इन स्प्रिंग्स का उपयोग आमतौर पर उन मामलों में किया जाता है जहां बल एक छोटे से स्ट्रोक के भीतर स्प्रिंग पर कार्य करता है।
बन्धन के तरीकों और उन स्थानों के आधार पर जहां भार लगाया जाता है, फ्लैट स्प्रिंग्स को प्रतिष्ठित किया जाता है:
- मुक्त सिरे पर संकेंद्रित भार के साथ कैंटिलीवर बीम के रूप में कार्य करना (चित्र 6.2 ए);
- बीम की तरह काम करना, एक संकेंद्रित भार के साथ दो समर्थनों पर स्वतंत्र रूप से लेटना (चित्र 6.2 बी);
- बीम की तरह काम करना, जिसका एक सिरा स्थिर है, और दूसरा स्वतंत्र रूप से एक केंद्रित भार के साथ एक समर्थन पर स्थित है (चित्र 6.2 सी);
- बीम की तरह काम करना, जिसका एक सिरा टिका हुआ है, और दूसरा स्वतंत्र रूप से एक केंद्रित भार के साथ एक समर्थन पर स्थित है (चित्र 6.2 डी);
- जो किनारों पर लगी गोल प्लेटें होती हैं और बीच में भरी होती हैं (झिल्ली) (चित्र 6.2 डी)।
ए) 
ग) घ)
फ्लैट लीफ स्प्रिंग्स को डिज़ाइन करते समय, यदि संभव हो तो आपको उनकी गणना को सुविधाजनक बनाने के लिए सबसे सरल आकार चुनना चाहिए। फ्लैट स्प्रिंग्स की गणना सूत्रों का उपयोग करके की जाती है
भार से स्प्रिंग का विक्षेपण, मी |
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स्प्रिंग की मोटाई मी में |
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स्प्रिंग की चौड़ाई मी में |
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परिचालन स्थितियों के अनुसार सेट करें |
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आरआर |
द्वारा चयनित |
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मी में स्प्रिंग का कार्यशील विक्षेपण |
रचनात्मक |
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स्प्रिंग की कार्यशील लंबाई मी |
विचार |
कॉइल स्प्रिंग्स को आमतौर पर स्प्रिंग को कुछ बाहरी आयाम देने के लिए ड्रम में रखा जाता है।
आधुनिक कारों के सस्पेंशन में धातु और गैर-धातु तत्वों का उपयोग लोचदार उपकरणों के रूप में किया जाता है। सबसे आम धातु उपकरण स्प्रिंग्स, लीफ स्प्रिंग्स और टोरसन बार हैं।
परिवर्तनीय कठोरता के साथ कार सस्पेंशन स्प्रिंग
सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है (विशेषकर यात्री कार सस्पेंशन में) कोइल स्प्रिंग्स, गोलाकार क्रॉस-सेक्शन की स्टील इलास्टिक रॉड से बना है।
जब स्प्रिंग को ऊर्ध्वाधर अक्ष के साथ संपीड़ित किया जाता है, तो इसकी कुंडलियाँ एक साथ करीब आती हैं और मुड़ जाती हैं। यदि स्प्रिंग का आकार बेलनाकार है, तो विकृत होने पर कुंडलियों के बीच की दूरी स्थिर रहती है और स्प्रिंग की विशेषता रैखिक होती है। इसका मतलब यह है कि कॉइल स्प्रिंग का विरूपण हमेशा लागू बल के सीधे आनुपातिक होता है, और स्प्रिंग में निरंतर कठोरता होती है। यदि आप परिवर्तनीय क्रॉस-सेक्शन की छड़ से एक मुड़ स्प्रिंग बनाते हैं या स्प्रिंग को एक निश्चित आकार (बैरल या कोकून के रूप में) देते हैं, तो ऐसे लोचदार तत्व में परिवर्तनीय कठोरता होगी। जब ऐसे स्प्रिंग को संपीड़ित किया जाता है, तो कम कठोर कुंडलियाँ शुरू में एक साथ करीब आएँगी, और उनके छूने के बाद, अधिक कठोर कुंडलियाँ काम करना शुरू कर देंगी। आधुनिक यात्री कारों के सस्पेंशन में परिवर्तनीय कठोरता के स्प्रिंग्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
निलंबन के लोचदार तत्वों के रूप में उपयोग किए जाने वाले स्प्रिंग्स के फायदों में उनका कम द्रव्यमान और वाहन की उच्च चिकनाई सुनिश्चित करने की क्षमता शामिल है। उसी समय, स्प्रिंग अनुप्रस्थ तल में बलों को संचारित नहीं कर सकता है और इसके उपयोग के लिए निलंबन में एक जटिल गाइड डिवाइस की आवश्यकता होती है।
रियर लीफ स्प्रिंग सस्पेंशन:
1 - वसंत आँख;
2 - रबर झाड़ी;
3 - ब्रैकेट;
4 - झाड़ी;
5 - बोल्ट;
6 - वाशर;
7 - उंगली;
8 - रबर की झाड़ियाँ;
9 - स्प्रिंग वॉशर;
10 - अखरोट;
11 - ब्रैकेट;
12 - रबर झाड़ी;
13 - झाड़ी;
14 - बाली प्लेट;
15 - बोल्ट;
16 - स्टेबलाइजर बार;
17 - जड़ का पत्ता;
18 - वसंत के पत्ते;
19 - रबर संपीड़न स्ट्रोक बफर;
20 - सीढ़ी;
21 - ओवरले;
22 - रियर एक्सल बीम;
23 - सदमे अवशोषक;
24 - दबाना;
25 - फ्रेम स्पर;
26 - स्टेबलाइजर ब्रैकेट;
27 - स्टेबलाइज़र बाली
स्प्रिंग से बनी पत्तीघोड़े से खींची जाने वाली गाड़ियों और पहली कारों में एक लोचदार निलंबन तत्व के रूप में उपयोग किया जाता था, लेकिन इसका उपयोग आज भी जारी है, हालांकि मुख्य रूप से ट्रकों पर। एक विशिष्ट लीफ स्प्रिंग में स्प्रिंग स्टील से बनी अलग-अलग लंबाई की शीटों की एक श्रृंखला होती है, जो एक साथ बंधी होती हैं। लीफ स्प्रिंग आमतौर पर अर्ध-दीर्घवृत्त के आकार का होता है।
स्प्रिंग्स को जोड़ने की विधियाँ:
ए - मुड़े हुए कानों के साथ;
बी - रबर कुशन पर;
सी - एक ओवरहेड सुराख़ और एक स्लाइडिंग समर्थन के साथ
स्प्रिंग बनाने वाली चादरों की लंबाई और वक्रता अलग-अलग होती है। शीट की लंबाई जितनी छोटी होगी, उसकी वक्रता उतनी ही अधिक होनी चाहिए, जो कि इकट्ठे स्प्रिंग में शीटों के एक-दूसरे से कसकर फिट होने के लिए आवश्यक है। इस डिज़ाइन से स्प्रिंग की सबसे लंबी (मुख्य) पत्ती पर भार कम हो जाता है। स्प्रिंग पत्तियों को एक केंद्रीय बोल्ट और क्लैंप के साथ एक साथ बांधा जाता है। मुख्य पत्ती की मदद से, स्प्रिंग को बॉडी या फ्रेम के दोनों सिरों पर टिकाया जाता है और यह कार के पहियों से फ्रेम या बॉडी तक बलों को संचारित कर सकता है। मुख्य शीट के सिरों का आकार इसे फ्रेम (बॉडी) से जोड़ने की विधि और शीट की लंबाई में परिवर्तन की भरपाई करने की आवश्यकता से निर्धारित होता है। स्प्रिंग का एक सिरा घूमने में सक्षम होना चाहिए जबकि दूसरा सिरा घूमने और घूमने में सक्षम होना चाहिए।
जब स्प्रिंग विकृत हो जाती है, तो इसकी पत्तियाँ मुड़ जाती हैं और उनकी लंबाई बदल जाती है। इस मामले में, चादरें एक-दूसरे के खिलाफ रगड़ती हैं, और इसलिए उन्हें स्नेहन की आवश्यकता होती है, और यात्री कारों के स्प्रिंग्स की चादरों के बीच विशेष घर्षण-विरोधी गैसकेट स्थापित किए जाते हैं। साथ ही, स्प्रिंग में घर्षण की उपस्थिति शरीर के कंपन को कम करना संभव बनाती है और, कुछ मामलों में, निलंबन में सदमे अवशोषक के उपयोग के बिना करना संभव बनाती है। स्प्रिंग सस्पेंशन का डिज़ाइन सरल है, लेकिन इसका द्रव्यमान बड़ा है, जो ट्रकों और कुछ ऑफ-रोड यात्री कारों के सस्पेंशन में इसके सबसे बड़े वितरण को निर्धारित करता है। स्प्रिंग सस्पेंशन के द्रव्यमान को कम करने और चिकनाई में सुधार करने के लिए, कभी-कभी उनका उपयोग किया जाता है कुछ-पत्तियाँऔर एकल पत्तीके साथ झरता है परिवर्तनीय लंबाई अनुभाग की शीट. बहुत कम ही, प्रबलित प्लास्टिक से बने स्प्रिंग्स का उपयोग सस्पेंशन में किया जाता है।
मरोड़ पट्टी निलंबन. Peugeot 206 का पिछला सस्पेंशन पिछली भुजाओं से जुड़े दो मरोड़ सलाखों का उपयोग करता है। सस्पेंशन गाइड वाहन के अनुदैर्ध्य अक्ष के कोण पर लगे ट्यूबलर हथियारों का उपयोग करता है
टोशन- एक धातु लोचदार तत्व जो मरोड़ का काम करता है। आमतौर पर, टोरसन बार गोल क्रॉस-सेक्शन की एक ठोस धातु की छड़ होती है, जिसके सिरों पर मोटाई होती है, जिस पर स्लॉट काटे जाते हैं। ऐसे सस्पेंशन हैं जिनमें टोरसन बार प्लेटों या छड़ों (ज़ाज़ कारों) के एक सेट से बने होते हैं। मरोड़ पट्टी का एक सिरा बॉडी (फ्रेम) से जुड़ा होता है, और दूसरा गाइड डिवाइस से जुड़ा होता है। जब पहिये चलते हैं, तो मरोड़ वाली पट्टियाँ मुड़ जाती हैं, जिससे पहिये और शरीर के बीच एक लोचदार संबंध बन जाता है। सस्पेंशन डिज़ाइन के आधार पर, मरोड़ पट्टियाँ या तो कार के अनुदैर्ध्य अक्ष के साथ (आमतौर पर फर्श के नीचे) या अनुप्रस्थ रूप से स्थित हो सकती हैं। टोरसन बार सस्पेंशन कॉम्पैक्ट और हल्के होते हैं और टोरसन बार को पहले से घुमाकर सस्पेंशन को समायोजित करना संभव बनाते हैं।
निलंबन के गैर-धातु लोचदार तत्वों को विभाजित किया गया है रबर, वायवीयऔर हाइड्रोन्यूमेटिक.
रबर लोचदार तत्वलगभग सभी सस्पेंशन डिज़ाइनों में मौजूद हैं, लेकिन मुख्य के रूप में नहीं, बल्कि अतिरिक्त के रूप में, जिनका उपयोग पहियों की ऊपर और नीचे की गति को सीमित करने के लिए किया जाता है। अतिरिक्त रबर स्टॉप (बफ़र्स, बंपर) का उपयोग निलंबन के मुख्य लोचदार तत्वों के विरूपण को सीमित करता है, बड़े आंदोलनों के दौरान इसकी कठोरता को बढ़ाता है और धातु से धातु के प्रभावों को रोकता है। हाल ही में, रबर तत्वों को सिंथेटिक सामग्री (पॉलीयुरेथेन) से बने उपकरणों द्वारा तेजी से प्रतिस्थापित किया जा रहा है।
वायु निलंबन के लोचदार तत्व:
ए - आस्तीन का प्रकार;
बी- डबल सिलेंडर
में वायवीय लोचदार तत्वसंपीड़ित हवा के लोचदार गुणों का उपयोग किया जाता है। लोचदार तत्व प्रबलित रबर से बना एक सिलेंडर है, जिसमें एक विशेष कंप्रेसर के दबाव में हवा की आपूर्ति की जाती है। वायु सिलेंडरों का आकार भिन्न हो सकता है। स्लीव-टाइप सिलेंडर (ए) और डबल (दो-खंड) सिलेंडर (बी) व्यापक हो गए हैं।
वायवीय लोचदार निलंबन तत्वों के फायदों में वाहन की सवारी की उच्च सुगमता, कम वजन और वाहन के भार की परवाह किए बिना शरीर के फर्श के निरंतर स्तर को बनाए रखने की क्षमता शामिल है। वायवीय लोचदार तत्वों वाले सस्पेंशन का उपयोग बसों, ट्रकों और कारों पर किया जाता है। कार्गो प्लेटफ़ॉर्म के फर्श का निरंतर स्तर ट्रक को लोड करने और उतारने की सुविधा सुनिश्चित करता है, और कारों और बसों के लिए - यात्रियों के चढ़ने और उतरने की सुविधा। संपीड़ित हवा प्राप्त करने के लिए, वायवीय ब्रेकिंग सिस्टम वाली बसें और ट्रक इंजन द्वारा संचालित मानक कंप्रेसर का उपयोग करते हैं, और यात्री कारों पर विशेष कंप्रेसर स्थापित किए जाते हैं, आमतौर पर इलेक्ट्रिक ड्राइव (रेंज रोवर, मर्सिडीज, ऑडी) के साथ।
हवा निलंबन. नई मर्सिडीज ई-क्लास कारों में स्प्रिंग्स के स्थान पर वायवीय लोचदार तत्वों का उपयोग किया जाने लगा
वायवीय लोचदार तत्वों के उपयोग के लिए निलंबन में एक जटिल गाइड तत्व और सदमे अवशोषक के उपयोग की आवश्यकता होती है। कुछ आधुनिक यात्री कारों के वायवीय लोचदार तत्वों वाले सस्पेंशन में जटिल इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण होता है, जो न केवल शरीर का एक स्थिर स्तर सुनिश्चित करता है, बल्कि बॉडी रोल और गोता को कम करने के लिए कॉर्नरिंग और ब्रेक लगाने पर व्यक्तिगत वायु स्प्रिंग्स की कठोरता को स्वचालित रूप से बदलता है, जो आम तौर पर ड्राइविंग आराम और सुरक्षा बढ़ जाती है।
जलवायवीय लोचदार तत्व:
1 - संपीड़ित गैस;
2 - शरीर;
3 - तरल;
4 - पंप के लिए;
5 - शॉक अवशोषक अकड़ के लिए
जलवायवीय लोचदार तत्व एक विशेष कक्ष है जो एक लोचदार झिल्ली या पिस्टन द्वारा दो गुहाओं में विभाजित होता है।
चैम्बर गुहाओं में से एक संपीड़ित गैस (आमतौर पर नाइट्रोजन) से भरा होता है, और दूसरा तरल (विशेष तेल) से भरा होता है। लोचदार गुण संपीड़ित गैस द्वारा प्रदान किए जाते हैं, क्योंकि तरल व्यावहारिक रूप से असम्पीडित है। पहिये की गति तरल पदार्थ से भरे सिलेंडर में स्थित पिस्टन की गति का कारण बनती है। जैसे ही पहिया ऊपर की ओर बढ़ता है, पिस्टन सिलेंडर से तरल को विस्थापित करता है, जो कक्ष में प्रवेश करता है और अलग करने वाली झिल्ली पर कार्य करता है, जो गैस को स्थानांतरित और संपीड़ित करता है। सिस्टम में आवश्यक दबाव बनाए रखने के लिए एक हाइड्रोलिक पंप और एक हाइड्रोलिक संचायक का उपयोग किया जाता है। लोचदार तत्व की झिल्ली के नीचे प्रवेश करने वाले तरल के दबाव को बदलकर, आप गैस के दबाव और निलंबन की कठोरता को बदल सकते हैं। जब शरीर दोलन करता है, तो द्रव वाल्व प्रणाली से गुजरता है और प्रतिरोध का अनुभव करता है। हाइड्रोलिक घर्षण निलंबन के अवमंदन गुण प्रदान करता है। हाइड्रोन्यूमेटिक सस्पेंशन अत्यधिक सहज सवारी, शरीर की स्थिति को समायोजित करने की क्षमता और कंपन को प्रभावी ढंग से कम करने की क्षमता प्रदान करते हैं। ऐसे निलंबन के मुख्य नुकसान में इसकी जटिलता और उच्च लागत शामिल है।
प्रत्येक कार में विशिष्ट हिस्से होते हैं जो अन्य सभी से मौलिक रूप से भिन्न होते हैं। इन्हें लोचदार तत्व कहा जाता है। लोचदार तत्वों में एक-दूसरे से विभिन्न, बहुत भिन्न डिज़ाइन होते हैं। अतः एक सामान्य परिभाषा दी जा सकती है।
लोचदार तत्व मशीनों के वे हिस्से हैं जिनका संचालन बाहरी भार के प्रभाव में अपना आकार बदलने और इस भार को हटाने के बाद इसे अपने मूल स्वरूप में बहाल करने की क्षमता पर आधारित होता है।
या कोई अन्य परिभाषा:
लोचदार तत्व -वे हिस्से जिनकी कठोरता बाकी हिस्सों की तुलना में बहुत कम है, और जिनकी विकृति अधिक है।
इस गुण के कारण, लोचदार तत्व सबसे पहले झटके, कंपन और विकृति का अनुभव करते हैं।
अक्सर, कार का निरीक्षण करते समय लोचदार तत्वों का पता लगाना आसान होता है, जैसे रबर व्हील टायर, स्प्रिंग्स और स्प्रिंग्स, ड्राइवरों और ड्राइवरों के लिए नरम सीटें।
कभी-कभी लोचदार तत्व किसी अन्य भाग की आड़ में छिपा होता है, उदाहरण के लिए, एक पतली मरोड़ शाफ्ट, एक लंबी पतली गर्दन वाला एक स्टड, एक पतली दीवार वाली छड़ी, एक गैसकेट, एक खोल, आदि। हालाँकि, यहां भी, एक अनुभवी डिजाइनर ऐसे "प्रच्छन्न" लोचदार तत्व को इसकी अपेक्षाकृत कम कठोरता से सटीक रूप से पहचानने और उपयोग करने में सक्षम होगा।
लोचदार तत्वों का व्यापकतम अनुप्रयोग होता है:
शॉक अवशोषण के लिए (कार स्प्रिंग्स जैसे कठोर भागों की तुलना में लोचदार तत्व के काफी लंबे विरूपण समय के कारण झटके और कंपन के दौरान त्वरण और जड़ता बलों को कम करना);
निरंतर बल बनाने के लिए (उदाहरण के लिए, नट के नीचे लोचदार और विभाजित वाशर धागे में एक निरंतर घर्षण बल बनाते हैं, जो रोकता है) स्वयं खोलना, क्लच डिस्क दबाव बल);
गति की सटीकता पर अंतराल के प्रभाव को खत्म करने के लिए गतिज युग्मों को बलपूर्वक बंद करने के लिए, उदाहरण के लिए आंतरिक दहन इंजन के कैम वितरण तंत्र में;
यांत्रिक ऊर्जा (क्लॉक स्प्रिंग्स, गन स्ट्राइकर स्प्रिंग, बो आर्क, स्लिंगशॉट रबर, आदि) के संचय (संचय) के लिए;
बलों को मापने के लिए (स्प्रिंग स्केल हुक के नियम के अनुसार मापने वाले स्प्रिंग के वजन और विरूपण के बीच संबंध पर आधारित होते हैं);
प्रभाव ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए, उदाहरण के लिए, ट्रेनों और तोपखाने की बंदूकों में बफर स्प्रिंग्स का उपयोग किया जाता है।
तकनीकी उपकरण बड़ी संख्या में विभिन्न लोचदार तत्वों का उपयोग करते हैं, लेकिन सबसे आम निम्नलिखित तीन प्रकार के तत्व हैं, जो आमतौर पर धातु से बने होते हैं:
स्प्रिंग्स– लोचदार तत्व एक संकेंद्रित बल भार बनाने (समझने) के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
मरोड़ वाली सलाखें- लोचदार तत्व, आमतौर पर एक शाफ्ट के रूप में बनाए जाते हैं और एक केंद्रित क्षण भार बनाने (समझने) के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं।
झिल्ली- लोचदार तत्वों को उनकी सतह पर वितरित बल भार (दबाव) बनाने (समझने) के लिए डिज़ाइन किया गया है।
लोचदार तत्वों का प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग होता है। वे फाउंटेन पेन में पाए जा सकते हैं जिनके साथ आप नोट्स लिखते हैं, और छोटे हथियारों में (उदाहरण के लिए, एक मेनस्प्रिंग), और एमजीकेएम में (आंतरिक दहन इंजन के वाल्व स्प्रिंग्स, क्लच और मुख्य क्लच में स्प्रिंग्स, टॉगल स्विच और स्विच के स्प्रिंग्स, ट्रैक किए गए वाहनों के बैलेंसर्स को मोड़ने वाले लिमिटर्स में रबर के पोर, आदि, आदि)।
प्रौद्योगिकी में, बेलनाकार हेलिकल सिंगल-कोर तनाव-संपीड़न स्प्रिंग्स के साथ-साथ मोमेंट स्प्रिंग्स और टोरसन शाफ्ट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
यह खंड बड़ी संख्या में लोचदार तत्वों के केवल दो प्रकारों पर चर्चा करता है: बेलनाकार तनाव-संपीड़न स्प्रिंग्सऔर मरोड़ पट्टियाँ.
लोचदार तत्वों का वर्गीकरण
1) निर्मित (कथित) लोड के प्रकार से: शक्ति(स्प्रिंग्स, शॉक अवशोषक, डैम्पर्स) - केंद्रित बल का अनुभव करें; क्षणिक(क्षण स्प्रिंग्स, मरोड़ पट्टियाँ) - केंद्रित टोक़ (बलों की एक जोड़ी); वितरित भार को अवशोषित करना(दबाव झिल्ली, धौंकनी, बॉर्डन ट्यूब, आदि)।
2) लोचदार तत्व के निर्माण के लिए प्रयुक्त सामग्री के प्रकार के अनुसार: धातु(स्टील, स्टेनलेस स्टील, कांस्य, पीतल के स्प्रिंग्स, टोरसन बार, झिल्ली, धौंकनी, बॉर्डन ट्यूब) और गैर धात्विकरबर और प्लास्टिक (डैम्पर्स और शॉक अवशोषक, झिल्ली) से बना है।
3) विरूपण के दौरान लोचदार तत्व की सामग्री में उत्पन्न होने वाले मुख्य तनाव के प्रकार के अनुसार: तनाव संपीड़न(छड़ें, तार), टोशन(कॉइल स्प्रिंग्स, टोरसन बार्स), झुकने(झुकने वाले स्प्रिंग्स, स्प्रिंग्स)।
4) लोचदार तत्व पर लगने वाले भार और उसके विरूपण के बीच संबंध पर निर्भर करता है: रेखीय(लोड-स्ट्रेन ग्राफ एक सीधी रेखा का प्रतिनिधित्व करता है) और
5) आकार और डिज़ाइन के आधार पर: स्प्रिंग्स, बेलनाकार पेंच, सिंगल और मल्टी-कोर, शंक्वाकार पेंच, बैरल पेंच, डिस्क, बेलनाकार स्लॉटेड, सर्पिल(रिबन और गोल), फ्लैट, स्प्रिंग्स(बहु-परत झुकने वाले स्प्रिंग्स), मरोड़ पट्टियाँ(वसंत शाफ्ट), घुँघरालेऔर इसी तरह।
6) विधि पर निर्भर करता है विनिर्माण: मोड़ना, मोड़ना, मुद्रांकित करना, टाइपसेटिंगऔर इसी तरह।
7) स्प्रिंग्स को वर्गों में विभाजित किया गया है। प्रथम श्रेणी - बड़ी संख्या में लोड चक्रों (कार इंजनों के वाल्व स्प्रिंग्स) के लिए। मध्यम संख्या में लोडिंग चक्रों के लिए दूसरी श्रेणी और तीसरी श्रेणी - कम संख्या में लोडिंग चक्रों के लिए।
8) सटीकता के अनुसार स्प्रिंग्स को समूहों में विभाजित किया गया है। पहला सटीकता समूह बलों और लोचदार आंदोलनों में अनुमेय विचलन के साथ ± 5%, दूसरा सटीकता समूह - ± 10% और तीसरा सटीकता समूह ± 20%।
चावल। 1. मशीनों के कुछ लोचदार तत्व: कॉइल स्प्रिंग्स - ए)मोच, बी)संपीड़न, वी)शंक्वाकार संपीड़न, जी)मरोड़;
डी)टेलीस्कोपिक संपीड़न बैंड स्प्रिंग; इ)स्टैक्ड डिस्क स्प्रिंग;
और , एच)रिंग स्प्रिंग्स; और)यौगिक संपीड़न वसंत; को)सर्पिल वसंत;
क)झुकने वाला स्प्रिंग; एम)स्प्रिंग (स्टैक्ड बेंडिंग स्प्रिंग); एन)मरोड़ रोलर.
आमतौर पर, लोचदार तत्व विभिन्न डिज़ाइनों के स्प्रिंग्स के रूप में बनाए जाते हैं (चित्र 1.1)।
चावल। 1.1.वसंत डिजाइन
मशीनों में इलास्टिक टेंशन स्प्रिंग सबसे आम प्रकार हैं (चित्र 1.1, ए), संपीड़न (चित्र 1.1, बी) और मरोड़ (चित्र 1.1, वी) विभिन्न तार क्रॉस-सेक्शन प्रोफाइल के साथ। आकार वाले का भी उपयोग किया जाता है (चित्र 1.1, जी), फंसे हुए (चित्र 1.1, डी) और मिश्रित स्प्रिंग्स (चित्र 1.1, इ) एक जटिल लोचदार विशेषता वाला और जटिल और उच्च भार के तहत उपयोग किया जाता है।
मैकेनिकल इंजीनियरिंग में, तार से मुड़े हुए सिंगल-कोर स्क्रू स्प्रिंग्स सबसे व्यापक हैं - बेलनाकार, शंक्वाकार और बैरल के आकार के। बेलनाकार स्प्रिंग्स में एक रैखिक विशेषता (बल-विरूपण संबंध) होती है, अन्य दो में एक गैर-रेखीय विशेषता होती है। स्प्रिंग्स का बेलनाकार या शंक्वाकार आकार उन्हें मशीनों में रखने के लिए सुविधाजनक है। लोचदार संपीड़न और विस्तार स्प्रिंग्स में, कॉइल्स मरोड़ के अधीन हैं।
कॉइल स्प्रिंग्स आमतौर पर एक मेन्ड्रेल पर तार घुमाकर बनाए जाते हैं। इस मामले में, 8 मिमी तक के व्यास वाले तार से स्प्रिंग्स, एक नियम के रूप में, ठंडे तरीके से घाव होते हैं, और बड़े व्यास के तार (रॉड) से - गर्म तरीके से, यानी, पहले से गरम होने पर धातु की प्लास्टिसिटी तापमान के लिए वर्कपीस। संपीड़न स्प्रिंग्स घुमावों के बीच आवश्यक पिच के साथ घाव किए जाते हैं। जब घुमावदार तनाव स्प्रिंग्स होते हैं, तो तार को आमतौर पर अतिरिक्त अक्षीय घुमाव दिया जाता है, जिससे एक-दूसरे के साथ घुमावों का चुस्त फिट सुनिश्चित होता है। वाइंडिंग की इस पद्धति के साथ, घुमावों के बीच संपीड़न बल उत्पन्न होते हैं, जो किसी दिए गए स्प्रिंग के लिए अधिकतम अनुमेय मूल्य के 30% तक पहुंच जाते हैं। अन्य भागों से जुड़ने के लिए, विभिन्न प्रकार के ट्रेलरों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए घुमावदार कॉइल के रूप में (चित्र 1.1, ए). हुक के साथ स्क्रू-इन स्क्रू प्लग का उपयोग करके सबसे उन्नत फास्टनिंग्स हैं।
संपीड़न स्प्रिंग्स को अधिकतम परिचालन भार पर प्रत्येक कॉइल के परिकलित अक्षीय लोचदार विस्थापन से 10...20% अधिक कॉइल के बीच के अंतर के साथ खुली कॉइलिंग के साथ घाव किया जाता है। संपीड़न स्प्रिंग्स (छवि 1.2) के सबसे बाहरी (समर्थन) कॉइल को आमतौर पर दबाया जाता है और रेत डालास्प्रिंग के अनुदैर्ध्य अक्ष के लंबवत एक सपाट असर वाली सतह प्राप्त करने के लिए, जो कुंडल की गोलाकार लंबाई का कम से कम 75% घेरती है। आवश्यक आकार में काटने, स्प्रिंग के अंतिम कॉइल्स को मोड़ने और पीसने के बाद, वे स्थिर एनीलिंग से गुजरते हैं। स्थिरता के नुकसान से बचने के लिए, यदि मुक्त अवस्था में स्प्रिंग की ऊंचाई और स्प्रिंग के व्यास का अनुपात तीन से अधिक है, तो इसे मैंड्रेल पर रखा जाना चाहिए या गाइड कप में लगाया जाना चाहिए।
चित्र.1.2. कुंडल संपीड़न वसंत
छोटे आयामों के साथ अधिक अनुपालन प्राप्त करने के लिए, मल्टी-स्ट्रैंड ट्विस्टेड स्प्रिंग्स का उपयोग किया जाता है (चित्र 1.1 में)। डी) ऐसे स्प्रिंग्स के क्रॉस-सेक्शन दिखाए गए हैं)। उच्च ग्रेड से बना है पेटेंटतारों में लोच, उच्च स्थैतिक ताकत और अच्छी सदमे-अवशोषित क्षमता होती है। हालाँकि, तारों के बीच घर्षण, संपर्क संक्षारण और कम थकान शक्ति के कारण बढ़े हुए घिसाव के कारण, बड़ी संख्या में लोडिंग चक्रों के साथ परिवर्तनीय भार के लिए उनका उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है। दोनों स्प्रिंग्स का चयन GOST 13764-86... GOST 13776-86 के अनुसार किया गया है।
समग्र स्प्रिंग्स(चित्र 1.1, इ)भारी भार के तहत और अनुनाद घटना को कमजोर करने के लिए उपयोग किया जाता है। उनमें कई (आमतौर पर दो) संकेंद्रित रूप से स्थित संपीड़न स्प्रिंग्स होते हैं जो एक साथ भार को अवशोषित करते हैं। अंतिम समर्थनों के मुड़ने और गलत संरेखण को खत्म करने के लिए, स्प्रिंग्स में दाएँ और बाएँ घुमावदार दिशा होनी चाहिए। उनके बीच पर्याप्त रेडियल क्लीयरेंस होना चाहिए, और समर्थन को डिज़ाइन किया गया है ताकि स्प्रिंग्स की पार्श्व स्लाइडिंग न हो।
एक अरेखीय भार विशेषता प्राप्त करने के लिए, उपयोग करें आकार(विशेष रूप से शंक्वाकार) स्प्रिंग्स(चित्र 1.1, जी), संदर्भ तल पर घुमावों के प्रक्षेपण एक सर्पिल (आर्किमिडीयन या लघुगणक) के रूप में होते हैं।
मुड़ा हुआ बेलनाकार मरोड़ स्प्रिंग्सतनाव और संपीड़न स्प्रिंग्स के समान गोल तार से बना है। उनके घुमावों के बीच थोड़ा बड़ा अंतर होता है (लोडिंग के दौरान घर्षण से बचने के लिए)। उनके पास विशेष हुक होते हैं, जिनकी मदद से एक बाहरी टॉर्क स्प्रिंग को लोड करता है, जिससे कॉइल के क्रॉस सेक्शन घूमते हैं।
विशेष स्प्रिंग्स के कई डिज़ाइन विकसित किए गए हैं (चित्र 2)।
चित्र 2. विशेष झरने
सबसे अधिक उपयोग डिस्क के आकार का होता है (चित्र 2, ए), अंगूठी (चित्र 2, बी), सर्पिल (चित्र 2, वी), रॉड (चित्र 2, जी) और लीफ स्प्रिंग्स (चित्र 2, डी), जिसमें सदमे-अवशोषित गुणों के अलावा, बुझाने की उच्च क्षमता होती है ( गीला हो जाना) प्लेटों के बीच घर्षण के कारण कंपन।वैसे, फंसे हुए स्प्रिंग्स में भी समान क्षमता होती है (चित्र 1.1, डी).
महत्वपूर्ण टॉर्क, अपेक्षाकृत कम अनुपालन और अक्षीय दिशा में गति की स्वतंत्रता के लिए, मरोड़ शाफ्ट(अंक 2, जी).
बड़े अक्षीय भार और छोटे आंदोलनों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है डिस्क और रिंग स्प्रिंग्स(अंक 2, ए, बी), इसके अलावा, बाद वाले, उनकी महत्वपूर्ण ऊर्जा अपव्यय के कारण, शक्तिशाली सदमे अवशोषक में भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। बेलेविले स्प्रिंग्स का उपयोग बड़े भार, छोटे लोचदार आंदोलनों और लोड अनुप्रयोग की धुरी के साथ सीमित आयामों के लिए किया जाता है।
सीमित अक्षीय आयामों और छोटे टॉर्क के लिए, फ्लैट सर्पिल स्प्रिंग्स का उपयोग किया जाता है (चित्र 2, वी).
लोड विशेषताओं को स्थिर करने और स्थैतिक ताकत बढ़ाने के लिए, महत्वपूर्ण स्प्रिंग्स की सर्जरी की जाती है दासता , अर्थात। लोडिंग, जिसके तहत कुछ क्रॉस-सेक्शनल ज़ोन में प्लास्टिक विकृतियां होती हैं, और अनलोडिंग के दौरान, अवशिष्ट तनाव काम के भार के तहत उत्पन्न होने वाले तनाव के संकेत के विपरीत संकेत के साथ होता है।
गैर-धातु लोचदार तत्व (चित्र 3), जो आमतौर पर रबर या बहुलक सामग्री से बने होते हैं, व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
चित्र 3. विशिष्ट रबर लोचदार तत्व
ऐसे रबर लोचदार तत्वों का उपयोग लोचदार कपलिंग, कंपन-पृथक समर्थन (छवि 4), इकाइयों के नरम निलंबन और महत्वपूर्ण भार के डिजाइन में किया जाता है। इस मामले में, विकृतियों और गलत संरेखण की भरपाई की जाती है। रबर को घिसाव और भार स्थानांतरण से बचाने के लिए धातु के हिस्सों - ट्यूब, प्लेट आदि का उपयोग किया जाता है। तत्व सामग्री - तन्य शक्ति σ ≥ 8 एमपीए, कतरनी मापांक के साथ तकनीकी रबर जी= 500...900 एमपीए. रबर में, इसके कम लोचदार मापांक के कारण, 30 से 80 प्रतिशत कंपन ऊर्जा नष्ट हो जाती है, जो स्टील की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक है।
रबर लोचदार तत्वों के लाभ इस प्रकार हैं: विद्युतरोधीक्षमता; उच्च अवमंदन क्षमता (रबर में ऊर्जा अपव्यय 30...80% तक पहुँच जाता है); स्प्रिंग स्टील (10 गुना तक) की तुलना में प्रति यूनिट द्रव्यमान अधिक ऊर्जा जमा करने की क्षमता।
चावल। 4. लोचदार शाफ्ट समर्थन
स्प्रिंग्स और रबर इलास्टिक तत्वों का उपयोग कुछ महत्वपूर्ण गियर के डिजाइन में किया जाता है, जहां वे संचरित टॉर्क के स्पंदनों को सुचारू करते हैं, जिससे उत्पाद की सेवा जीवन में काफी वृद्धि होती है (चित्र 5)।
चित्र.5. गियर में लोचदार तत्व
ए- संपीड़न स्प्रिंग्स, बी- पहियों के स्प्रिंग
यहां, लोचदार तत्वों को गियर संरचना में एकीकृत किया गया है।
भारी भार के लिए, जब कंपन और आघात ऊर्जा को नष्ट करना आवश्यक होता है, तो लोचदार तत्वों (स्प्रिंग्स) के पैकेज का उपयोग किया जाता है।
विचार यह है कि जब मिश्रित या लेमिनेटेड स्प्रिंग्स (स्प्रिंग्स) विकृत होते हैं, तो तत्वों के आपसी घर्षण के कारण ऊर्जा नष्ट हो जाती है, जैसा कि लेमिनेटेड स्प्रिंग्स और स्ट्रैंड स्प्रिंग्स में होता है।
लीफ पैकेट स्प्रिंग्स (चित्र 2) डी) उनके उच्च अवमंदन के कारण, परिवहन इंजीनियरिंग के पहले चरणों से यहां तक कि गाड़ियों के निलंबन में भी सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था, उनका उपयोग पहले उत्पादन के इलेक्ट्रिक इंजनों और इलेक्ट्रिक ट्रेनों पर किया गया था, जहां, घर्षण बलों की अस्थिरता के कारण, वे थे बाद में समानांतर डैम्पर्स के साथ कुंडलित स्प्रिंग्स द्वारा प्रतिस्थापित किया गया, वे कारों और सड़क निर्माण मशीनों के कुछ मॉडलों में पाए जा सकते हैं।
स्प्रिंग्स उच्च शक्ति और स्थिर लोचदार गुणों वाली सामग्रियों से बने होते हैं। उच्च कार्बन और मिश्र धातु (कार्बन सामग्री 0.5...1.1%) स्टील ग्रेड 65, 70 में उचित ताप उपचार के बाद ऐसे गुण होते हैं; मैंगनीज स्टील्स 65G, 55GS; सिलिकॉन स्टील्स 60S2, 60S2A, 70SZA; क्रोम वैनेडियम स्टील 51HFA, आदि। स्प्रिंग स्टील्स की लोच का मापांक E = (2.1…2.2)∙ 10 5 MPa, कतरनी मापांक G = (7.6…8.2)∙ 10 4 MPa।
आक्रामक वातावरण में काम के लिए, स्टेनलेस स्टील या अलौह धातुओं के मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है: कांस्य BrOTs4-1, BrKMts3-1, BrB-2, मोनेल धातु NMZhMts 28-25-1.5, पीतल, आदि। तांबे की लोच का मापांक- आधारित मिश्र धातु ई = (1.2…1.3)∙ 10 5 एमपीए, कतरनी मापांक जी = (4.5…5.0)∙ 10 4 एमपीए।
स्प्रिंग्स बनाने के लिए रिक्त स्थान तार, रॉड, स्ट्रिप स्टील, टेप हैं।
यांत्रिक विशेषताएं स्प्रिंग्स के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली कुछ सामग्रियां प्रस्तुत की गई हैंतालिका में 1.
तालिका नंबर एक।स्प्रिंग सामग्री के यांत्रिक गुण
|
सामग्री |
ब्रांड |
अत्यंत सहनशक्तिσ वी , एमपीए |
मरोड़ वाली ताकतτ , एमपीए |
बढ़ावδ , % |
|
लौह आधारित सामग्री |
||||
|
कार्बन स्टील्स |
65 |
1000 |
800 |
9 |
|
पियानो की तार |
2000…3000 |
1200…1800 |
2…3 |
|
|
कोल्ड-रोल्ड स्प्रिंग वायर (सामान्य - एन, उच्च - पी और उच्च - बी ताकत) |
एन |
1000…1800 |
600…1000 |
|
|
मैंगनीज स्टील्स |
65 जी |
700 |
400 |
8 |
|
क्रोम वैनेडियम स्टील |
50HFA |
1300 |
1100 |
|
|
जंग रोधीइस्पात |
40Х13 |
1100 |
||
|
सिलिकॉन स्टील्स |
55С2 |
1300 |
1200 |
6 |
|
क्रोम-मैंगनीज स्टील्स |
50ХГ |
1300 |
1100 |
5 |
|
निकल सिलिकॉनइस्पात |
60С2Н2А |
1800 |
1600 |
|
|
क्रोम-सिलिकॉन-वैनेडियमइस्पात |
60S2HFA |
1900 |
1700 |
|
|
टंगस्टन-सिलिकॉनइस्पात |
65S2VA |
|||
|
तांबे की मिश्र धातु |
||||
|
टिन-जस्ता कांस्य |
BrO4Ts3 |
800…900 |
500…550 |
1…2 |
|
बेरिलियम कांस्य |
ब्र.ब 2
|
800…1000 |
500…600 |
3…5 |
बेलनाकार हेलिकल तनाव और संपीड़न स्प्रिंग्स की डिजाइन और गणना
गोल तार से बने स्प्रिंग्स का उपयोग मुख्य रूप से मैकेनिकल इंजीनियरिंग में उनकी सबसे कम लागत और मरोड़ वाले तनाव के तहत बेहतर प्रदर्शन के कारण किया जाता है।
स्प्रिंग्स की विशेषता निम्नलिखित बुनियादी ज्यामितीय मापदंडों (चित्र 6) से होती है:
तार का व्यास (रॉड) डी;
औसत स्प्रिंग कॉइल व्यास डी.
डिज़ाइन पैरामीटर हैं:
स्प्रिंग इंडेक्स इसके कुंडल की वक्रता को दर्शाता है सी =डी/डी;
पिच घुमाओ एच;
हेलिक्स कोण α,α = आर्कटग एच /(π डी);
स्प्रिंग के कार्यशील भाग की लंबाई एन आर;
घुमावों की कुल संख्या (अंत मोड़ और समर्थन मोड़ सहित) एन 1 ;
कार्यशील मोड़ों की संख्या एन.
सभी सूचीबद्ध डिज़ाइन पैरामीटर आयामहीन मात्राएँ हैं।
ताकत और लोचदार मापदंडों में शामिल हैं:
- स्प्रिंग में कठोरता जेड, एक कुंडल की स्प्रिंग कठोरताजेड 1 (आमतौर पर कठोरता की इकाई एन/मिमी है);
- न्यूनतम कार्यपी 1 , अधिकतम कार्यपी 2 और सीमा पी 3 स्प्रिंग बल (एन में मापा गया);
- वसंत विरूपण की मात्राएफलागू बल के प्रभाव में;
- एक मोड़ की विकृति की मात्राएफ लोड के तहत.
चित्र 6. कॉइल स्प्रिंग के बुनियादी ज्यामितीय पैरामीटर
लोचदार तत्वों को बहुत सटीक गणना की आवश्यकता होती है। विशेष रूप से, उन्हें कठोरता के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए, क्योंकि यह मुख्य विशेषता है। इस मामले में, गणना में अशुद्धियों की भरपाई कठोरता भंडार द्वारा नहीं की जा सकती है। हालाँकि, लोचदार तत्वों के डिज़ाइन इतने विविध हैं, और गणना विधियाँ इतनी जटिल हैं कि उन्हें किसी भी सामान्यीकृत सूत्र में प्रस्तुत करना असंभव है।
स्प्रिंग जितना अधिक लचीला होगा, स्प्रिंग इंडेक्स और घुमावों की संख्या उतनी ही अधिक होगी। आमतौर पर, स्प्रिंग इंडेक्स का चयन निम्नलिखित सीमाओं के भीतर तार के व्यास के आधार पर किया जाता है:
डी , मिमी...2.5...3-5....6-12 तक
साथ …… 5 – 12….4-10…4 – 9
स्प्रिंग में कठोरता जेडपूरे स्प्रिंग को प्रति इकाई लंबाई में विकृत करने के लिए आवश्यक भार के परिमाण और स्प्रिंग के एक मोड़ की कठोरता के बराबर है z 1प्रति इकाई लंबाई में इस स्प्रिंग के एक मोड़ को विकृत करने के लिए आवश्यक भार के परिमाण के बराबर। एक प्रतीक निर्दिष्ट करना एफ, विरूपण को दर्शाते हुए, आवश्यक सबस्क्रिप्ट, हम विरूपण और उस बल के बीच पत्राचार लिख सकते हैं जो इसका कारण बना (संबंधों में से पहला देखें (1))।
स्प्रिंग की शक्ति और लोचदार विशेषताएँ सरल संबंधों द्वारा परस्पर जुड़ी हुई हैं:
कुंडल स्प्रिंग्स बनाए गए कोल्ड-रोल्ड स्प्रिंग तार(तालिका 1 देखें), मानकीकृत। मानक निर्दिष्ट करता है: स्प्रिंग का बाहरी व्यास डी एन, तार का व्यास डी, अधिकतम अनुमेय विरूपण बल पी 3, एक मोड़ की विकृति को सीमित करना च 3, और एक मोड़ की कठोरता z 1. ऐसे तार से बने स्प्रिंग्स की डिज़ाइन गणना चयन विधि का उपयोग करके की जाती है। सभी स्प्रिंग मापदंडों को निर्धारित करने के लिए, प्रारंभिक डेटा के रूप में जानना आवश्यक है: अधिकतम और न्यूनतम परिचालन बल पी2और पी 1और वसंत के विरूपण की विशेषता वाले तीन मूल्यों में से एक - कामकाजी स्ट्रोक की परिमाण एच, इसकी अधिकतम कार्यशील विकृति का परिमाण एफ 2, या कठोरता जेड, साथ ही स्प्रिंग स्थापित करने के लिए खाली स्थान के आयाम।
आमतौर पर लिया जाता है पी 1 =(0,1…0,5) पी2और पी 3 =(1,1…1,6) पी2. अधिकतम भार के मामले में अगला पी 3उपयुक्त व्यास वाले स्प्रिंग का चयन करें - बाहरी स्प्रिंग डी एनऔर तार डी. चयनित स्प्रिंग के लिए, संबंध (1) और मानक में निर्दिष्ट एक मोड़ के विरूपण मापदंडों का उपयोग करके, आवश्यक स्प्रिंग कठोरता और कार्यशील घुमावों की संख्या निर्धारित करना संभव है:
गणना द्वारा प्राप्त घुमावों की संख्या को 0.5 मोड़ पर पूर्णांकित किया जाता है एन≤ 20 और 1 तक मुड़ें एन>20. चूंकि संपीड़न स्प्रिंग के सबसे बाहरी घुमाव मुड़े हुए और जमीन पर हैं (वे स्प्रिंग के विरूपण में भाग नहीं लेते हैं), घुमावों की कुल संख्या आमतौर पर 1.5...2 घुमावों से बढ़ जाती है, अर्थात
एन 1 =एन+(1,5 …2) . (3)
स्प्रिंग की कठोरता और उस पर भार को जानकर, आप इसके सभी ज्यामितीय मापदंडों की गणना कर सकते हैं। पूर्णतः विकृत अवस्था में (बल के प्रभाव में) संपीड़न स्प्रिंग की लंबाई पी 3)
एच 3 = (एन 1 -0,5 )डी.(4)
वसंत की मुक्त लंबाई
इसके बाद, आप कार्यशील बलों, पूर्व-संपीड़न के साथ लोड होने पर स्प्रिंग की लंबाई निर्धारित कर सकते हैं पी 1और अधिकतम कार्य करना पी2
स्प्रिंग का कार्यशील चित्र बनाते समय, इसके विरूपण का एक आरेख (ग्राफ) स्प्रिंग के अनुदैर्ध्य अक्ष के समानांतर खींचा जाना चाहिए, जिस पर अनुमेय लंबाई विचलन चिह्नित हैं एच 1, एच 2, एच 3और ताकत पी 1, पी2, पी 3. ड्राइंग में, संदर्भ आयाम दर्शाए गए हैं: स्प्रिंग वाइंडिंग पिच एच =एफ 3+डीऔर घुमावों के उत्थान का कोण α है = आर्कटग( एच/पी डी).
पेचदार कुंडल स्प्रिंग्स, अन्य सामग्रियों से निर्मित,मानकीकृत नहीं.
तनाव और संपीड़न स्प्रिंग्स के ललाट क्रॉस सेक्शन में कार्य करने वाले बल कारक इस समय कम हो जाते हैं एम=एफडी/2, जिसका वेक्टर स्प्रिंग और बल की धुरी के लंबवत है एफ, स्प्रिंग की धुरी के अनुदिश कार्य करता है (चित्र 6)। इस पल एमटॉर्क तक फैलता है टीऔर झुकना एम आईक्षण:
अधिकांश स्प्रिंग्स में, कॉइल्स का उन्नयन कोण छोटा होता है, α से अधिक नहीं होता है < 10...12°. इसलिए, इसकी लघुता के कारण झुकने वाले क्षण की उपेक्षा करते हुए, टॉर्क का उपयोग करके डिज़ाइन की गणना की जा सकती है।
जैसा कि ज्ञात है, जब तनाव रॉड एक खतरनाक खंड में मुड़ जाती है
कहाँ टी– टोक़, और डब्ल्यू ρ =π∙ d 3 /16 - के व्यास वाले तार से बने स्प्रिंग घाव के कुंडल के अनुभाग के प्रतिरोध का ध्रुवीय क्षण डी, [τ ] - अनुमेय मरोड़ तनाव (तालिका 2)। अपनी धुरी की वक्रता के कारण, मोड़ के क्रॉस सेक्शन पर तनाव के असमान वितरण को ध्यान में रखने के लिए, सूत्र (7) में एक गुणांक पेश किया गया है। क, स्प्रिंग इंडेक्स पर निर्भर करता है सी =डी/डी. 6...12° के भीतर स्थित सामान्य हेलिक्स कोणों पर, गुणांक कगणना के लिए पर्याप्त सटीकता के साथ अभिव्यक्ति का उपयोग करके गणना की जा सकती है
उपरोक्त को ध्यान में रखते हुए, निर्भरता (7) निम्नलिखित रूप में बदल जाती है
कहाँ एन 3 - स्प्रिंग की लंबाई, तब तक संपीड़ित जब तक आसन्न कार्यशील कुंडलियाँ स्पर्श न करें, एच 3 =(एन 1 -0,5)डी, स्प्रिंग के प्रत्येक सिरे को 0.25 तक पीसने के कारण घुमावों की कुल संख्या 0.5 कम हो जाती है डीएक सपाट सहायक अंत बनाने के लिए।
एन 1 - घुमावों की कुल संख्या, एन 1 =एन+(1.5…2.0), स्प्रिंग्स की सहायक सतहों को बनाने के लिए संपीड़न के लिए अतिरिक्त 1.5…2.0 मोड़ का उपयोग किया जाता है।
स्प्रिंग्स के अक्षीय लोचदार संपीड़न को स्प्रिंग के मोड़ के कुल कोण के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसे स्प्रिंग की औसत त्रिज्या से गुणा किया जाता है
अधिकतम स्प्रिंग सेटलमेंट, यानी, स्प्रिंग के अंत की गति जब तक कि कुंडलियाँ पूर्ण संपर्क में न आ जाएँ, है,
स्प्रिंग को घुमाने के लिए आवश्यक तार की लंबाई इसकी ड्राइंग की तकनीकी आवश्यकताओं में इंगित की गई है।
स्प्रिंग का निःशुल्क लंबाई अनुपातइसके औसत व्यास को Hडी को कहा जाता है स्प्रिंग लचीलापन सूचकांक(या सिर्फ लचीलापन). आइए हम लचीलेपन सूचकांक को निरूपित करें, फिर परिभाषा के अनुसार = एच/डी. आमतौर पर, γ≤ 2.5 पर, स्प्रिंग तब तक स्थिर रहता है जब तक कि कॉइल पूरी तरह से संपीड़ित न हो जाए, लेकिन यदि γ >2.5 पर, स्थिरता का नुकसान संभव है (स्प्रिंग की अनुदैर्ध्य धुरी झुक सकती है और बग़ल में उभर सकती है)। इसलिए, लंबे स्प्रिंग्स के लिए, स्प्रिंग को किनारे की ओर उभार से बचाने के लिए या तो गाइड रॉड्स या गाइड स्लीव्स का उपयोग किया जाता है।
|
प्रकृति लोड करें |
स्वीकार्य मरोड़ तनाव [ τ ] |
|
स्थिर |
0,6 σ बी |
|
शून्य |
(0,45…0,5)
σ मरोड़ शाफ्ट का डिजाइन और गणना मरोड़ शाफ्ट इस तरह से स्थापित किए जाते हैं कि उन पर झुकने वाले भार के प्रभाव को बाहर रखा जा सके। सबसे आम है मरोड़ शाफ्ट के सिरों को उन हिस्सों से जोड़ना जो एक स्पलाइन कनेक्शन का उपयोग करके कोणीय दिशा में परस्पर चलते हैं। इसलिए, मरोड़ शाफ्ट की सामग्री शुद्ध मरोड़ में काम करती है, इसलिए ताकत की स्थिति (7) इसके लिए मान्य है। इसका मतलब है कि बाहरी व्यास डीखोखले मरोड़ पट्टी के कार्य भाग को अनुपात के अनुसार चुना जा सकता है कहाँ बी =डी/डी- मरोड़ पट्टी की धुरी के साथ बने छेद के व्यास का सापेक्ष मूल्य। मरोड़ पट्टी के कामकाजी हिस्से के ज्ञात व्यास के साथ, इसके मोड़ का विशिष्ट कोण (इसके दूसरे छोर के सापेक्ष शाफ्ट के एक छोर के अनुदैर्ध्य अक्ष के चारों ओर घूमने का कोण, मरोड़ पट्टी के कामकाजी हिस्से की लंबाई से संबंधित है) ) समानता द्वारा निर्धारित किया जाएगा और समग्र रूप से मरोड़ पट्टी के लिए मोड़ का अधिकतम अनुमेय कोण होगा इस प्रकार, मरोड़ पट्टी की डिजाइन गणना (संरचनात्मक आयामों का निर्धारण) के दौरान, इसके व्यास की गणना सीमित क्षण (सूत्र 22) के आधार पर की जाती है, और लंबाई की गणना अभिव्यक्ति (24) का उपयोग करके अधिकतम मोड़ कोण से की जाती है। पेचदार संपीड़न-तनाव स्प्रिंग्स और मरोड़ सलाखों के लिए अनुमेय तनाव को तालिका में सिफारिशों के अनुसार सौंपा जा सकता है। 2. यह अनुभाग मशीन तंत्र के दो सबसे आम लोचदार तत्वों - बेलनाकार हेलिकल स्प्रिंग्स और टोरसन बार्स के डिजाइन और गणना के बारे में संक्षिप्त जानकारी प्रदान करता है। हालाँकि, प्रौद्योगिकी में उपयोग किए जाने वाले लोचदार तत्वों की सीमा काफी बड़ी है। उनमें से प्रत्येक की अपनी विशेषताएं हैं। इसलिए, लोचदार तत्वों के डिजाइन और गणना पर अधिक विस्तृत जानकारी प्राप्त करने के लिए, आपको तकनीकी साहित्य का संदर्भ लेना चाहिए। किसी मशीन के डिज़ाइन में लोचदार तत्व किस मापदंड से पाए जा सकते हैं? लोचदार तत्वों का उपयोग किस प्रयोजन के लिए किया जाता है? लोचदार तत्व की कौन सी विशेषता मुख्य मानी जाती है? लोचदार तत्व किस सामग्री से बने होने चाहिए? तनाव-संपीड़न स्प्रिंग तार किस प्रकार के तनाव का अनुभव करता है? उच्च शक्ति वाले स्प्रिंग्स के लिए सामग्री क्यों चुनें? ये सामग्रियां क्या हैं? खुली और बंद वाइंडिंग का क्या मतलब है? कॉइल स्प्रिंग्स की गणना क्या है? डिस्क स्प्रिंग्स की अनूठी विशेषताएँ क्या हैं? लोचदार तत्वों का उपयोग ...... के रूप में किया जाता है 1) शक्ति तत्व 2) शॉक अवशोषक 3) इंजन 4) बलों को मापते समय तत्वों को मापना 5) कॉम्पैक्ट संरचनाओं के तत्व लंबाई के साथ एक समान तनाव की स्थिति ...... स्प्रिंग्स में निहित है 1) मुड़ा हुआ बेलनाकार 2) मुड़ा हुआ शंक्वाकार 3) डिस्क के आकार का 4) पत्तेदार 8 मिमी तक के व्यास वाले तार से मुड़े हुए स्प्रिंग्स के निर्माण के लिए, मैं .... स्टील का उपयोग करता हूं। 1) उच्च कार्बन स्प्रिंग 2) मैंगनीज 3) वाद्य 4) क्रोमियम-मैंगनीज स्प्रिंग्स बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले कार्बन स्टील्स भिन्न होते हैं...... 1) उच्च शक्ति 2) बढ़ी हुई लोच 3) गुणों की स्थिरता 4) बढ़ गया कड़ा करना 15 मिमी तक के व्यास वाले कॉइल के साथ मुड़ स्प्रिंग्स के निर्माण के लिए, .... स्टील का उपयोग किया जाता है 1) कार्बन 2) वाद्य 3) क्रोमियम-मैंगनीज 4) क्रोम वैनेडियम 20...25 मिमी व्यास वाले कॉइल के साथ मुड़े हुए स्प्रिंग्स के निर्माण के लिए, .... का उपयोग किया जाता है। |
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n n n 1. स्प्रिंग्स की सामान्य विशेषताएं स्प्रिंग्स का व्यापक रूप से कंपन-पृथक, शॉक-अवशोषित, रिटर्न-फीडिंग, टेंशनिंग, डायनेमोमीटर और अन्य उपकरणों के रूप में संरचनाओं में उपयोग किया जाता है। स्प्रिंग्स के प्रकार. बाहरी भार के प्रकार के आधार पर, स्प्रिंग्स को तनाव, संपीड़न, मरोड़ और झुकने वाले स्प्रिंग्स में विभाजित किया जाता है।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n n कुंडलित स्प्रिंग्स (बेलनाकार - तनाव, चित्र 1 ए, संपीड़न, चित्र 1 बी; मरोड़, चित्र 1 सी, आकार का संपीड़न, चित्र 1 डी-एफ), विशेष स्प्रिंग्स (डिस्क और रिंग, चित्र 2) ए और बी, - संपीड़न; स्प्रिंग्स और स्प्रिंग्स, चित्र 2 सी, - झुकना; सर्पिल, चित्र 2 डी - मरोड़, आदि) सबसे आम गोल तार से बने मुड़े हुए बेलनाकार स्प्रिंग हैं।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व एन तनाव स्प्रिंग्स (चित्र 1 ए देखें) एक नियम के रूप में, घुमावों के बीच अंतराल के बिना घाव होते हैं, और ज्यादातर मामलों में - घुमावों के बीच प्रारंभिक तनाव (दबाव) के साथ, बाहरी भार के लिए आंशिक रूप से क्षतिपूर्ति करते हैं। तनाव आमतौर पर (0.25 - 0.3) एफपीआर होता है (एफएनपी अधिकतम तन्य बल है जिस पर स्प्रिंग सामग्री के लोचदार गुण पूरी तरह से समाप्त हो जाते हैं)।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n बाहरी भार संचारित करने के लिए, ऐसे स्प्रिंग्स हुक से सुसज्जित होते हैं। उदाहरण के लिए, छोटे व्यास (3-4 मिमी) के स्प्रिंग्स के लिए, हुक मुड़े हुए अंतिम घुमावों के रूप में बनाए जाते हैं (चित्र 3 ए-सी)। हालाँकि, ऐसे हुक मोड़ वाले क्षेत्रों में उच्च तनाव सांद्रता के कारण थकान स्प्रिंग्स के प्रतिरोध को कम करते हैं। 4 मिमी से अधिक व्यास वाले महत्वपूर्ण स्प्रिंग्स के लिए, एम्बेडेड हुक का अक्सर उपयोग किया जाता है (चित्र 3 डी-ई), हालांकि वे तकनीकी रूप से कम उन्नत हैं।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n n संपीड़न स्प्रिंग्स (चित्र 1 बी देखें) घुमावों के बीच एक अंतर के साथ घाव होते हैं, जो कि सबसे बड़े बाहरी भार पर प्रत्येक मोड़ के अक्षीय लोचदार आंदोलनों से 10-20% अधिक होना चाहिए। स्प्रिंग्स के सहायक तलों को आसन्न मोड़ों के विरुद्ध अंतिम घुमावों को दबाकर और उन्हें अक्ष के लंबवत पीसकर प्राप्त किया जाता है। लोड के तहत लंबे स्प्रिंग्स अस्थिर (उभार) हो सकते हैं। उभार को रोकने के लिए, ऐसे स्प्रिंग्स को आमतौर पर विशेष खराद (चित्र 4 ए) या ग्लास (चित्र 4 बी) पर रखा जाता है।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n n n संभोग भागों के साथ स्प्रिंग्स का संरेखण विशेष प्लेटों, शरीर में छेद, खांचे में समर्थन कॉइल्स स्थापित करके प्राप्त किया जाता है (चित्र 4 सी देखें)। टॉर्शन स्प्रिंग्स (चित्र 1 सी देखें) आमतौर पर ऊंचाई के एक छोटे कोण और कॉइल्स (0.5 मिमी) के बीच छोटे अंतराल के साथ घाव होते हैं। वे अंतिम मोड़ों को मोड़ने से बने हुकों की मदद से बाहरी भार का अनुभव करते हैं।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व एन एन कॉइल स्प्रिंग्स के बुनियादी पैरामीटर। स्प्रिंग्स की विशेषता निम्नलिखित मुख्य पैरामीटर हैं (चित्र 1 बी देखें): तार व्यास डी या क्रॉस-अनुभागीय आयाम; औसत व्यास करो, सूचकांक सी = करो/डी; कार्यशील घुमावों की संख्या n; कार्य भाग की लंबाई हो; चरण t = Ho/n मोड़, कोण =आर्कटग घुमावों का उदय। अंतिम तीन मापदंडों को अनलोड और लोड किए गए राज्यों में माना जाता है।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n स्प्रिंग इंडेक्स कुंडल की वक्रता को दर्शाता है। कॉइल्स में उच्च तनाव सांद्रता के कारण इंडेक्स 3 वाले स्प्रिंग्स का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है। आमतौर पर, स्प्रिंग इंडेक्स का चयन तार के व्यास के आधार पर निम्नानुसार किया जाता है: d 2.5 मिमी के लिए, d = 3--5; क्रमशः 6-12 मिमी सी = 5-12; 4-10; 4-9.
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व एन एन सामग्री। मुड़े हुए स्प्रिंग्स ठंडे या गर्म कुंडलित करके बनाए जाते हैं, इसके बाद सिरों की फिनिशिंग, ताप उपचार और नियंत्रण किया जाता है। स्प्रिंग्स के लिए मुख्य सामग्री 0, 2-5 मिमी के व्यास के साथ कक्षा 1, II और III के उच्च शक्ति वाले विशेष स्प्रिंग तार हैं, साथ ही स्टील: उच्च कार्बन 65, 70; मैंगनीज 65 ग्राम; सिलिकॉन 60 सी 2 ए, क्रोम वैनेडियम 50 सीएफए, आदि।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व रासायनिक रूप से सक्रिय वातावरण में संचालन के लिए बने स्प्रिंग्स अलौह मिश्र धातुओं से बने होते हैं। कॉइल की सतहों को ऑक्सीकरण से बचाने के लिए, महत्वपूर्ण उद्देश्यों के लिए स्प्रिंग्स को वार्निश या तेलयुक्त किया जाता है, और विशेष रूप से महत्वपूर्ण उद्देश्यों के लिए स्प्रिंग्स को ऑक्सीकरण किया जाता है और जस्ता या कैडमियम के साथ भी लेपित किया जाता है।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n n 2. मुड़े हुए बेलनाकार स्प्रिंग्स की गणना और डिजाइन, अनुभागों में तनाव और कॉइल का विस्थापन। एक अक्षीय बल एफ (छवि 5 ए) की कार्रवाई के तहत, एक परिणामी आंतरिक बल एफ स्प्रिंग कॉइल के क्रॉस सेक्शन में, स्प्रिंग अक्ष के समानांतर दिखाई देता है, और एक पल टी = एफ डी 0/2, जिसका विमान बलों की जोड़ी एफ के विमान के साथ मेल खाता है। कुंडल का सामान्य क्रॉस सेक्शन एक कोण पर क्षण विमान पर झुका हुआ है।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व एन एन लोड किए गए स्प्रिंग के क्रॉस सेक्शन में एक्स, वाई और जेड अक्षों (चित्र 5, बी) पर प्रक्षेपित बल कारक, कुंडल के सामान्य खंड से जुड़े, बल एफ और पल टी, हम एफएक्स प्राप्त करते हैं = एफ क्योंकि ; एफएन = एफ पाप (1) टी = एमजेड = 0.5 एफ डी 0 कॉस; एमएक्स = 0.5 एफ डी 0 पाप;
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n n मोड़ों की ऊंचाई का कोण छोटा है (आमतौर पर 12)। इसलिए, हम मान सकते हैं कि स्प्रिंग का क्रॉस सेक्शन अन्य बल कारकों की उपेक्षा करते हुए मरोड़ के लिए काम करता है। कुंडल अनुभाग में, अधिकतम स्पर्शरेखीय तनाव (2) जहां Wk कुंडल अनुभाग के मरोड़ के प्रतिरोध का क्षण है
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n कुंडलियों की वक्रता और संबंध (2) को ध्यान में रखते हुए, हम समानता (1), (3) एन के रूप में लिखते हैं जहां एफ बाहरी भार (तन्यता या संपीड़ित) है; डी 0 - औसत वसंत व्यास; k - घुमावों की वक्रता और अनुभाग के आकार को ध्यान में रखते हुए गुणांक (सीधे बीम के मरोड़ के सूत्र में संशोधन); k मरोड़ के दौरान अनुमेय दंडात्मक तनाव है।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n इंडेक्स सी 4 के साथ गोल तार से बने स्प्रिंग्स के लिए गुणांक के मान की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n इस बात को ध्यान में रखते हुए कि गोल क्रॉस-सेक्शन Wk = d 3/16 के एक तार के लिए, तो (4) 12 के उन्नयन कोण वाले एक स्प्रिंग का अक्षीय विस्थापन n F है, (5)
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n जहां n स्प्रिंग के अक्षीय अनुपालन का गुणांक है। स्प्रिंग का अनुपालन सबसे सरलता से ऊर्जा संबंधी विचारों से निर्धारित होता है। स्प्रिंग की संभावित ऊर्जा: जहां T बल F के कारण स्प्रिंग क्रॉस-सेक्शन में टॉर्क है, G Jk कॉइल सेक्शन की टॉर्सनल कठोरता है (Jk 0, 1 d 4); एल डी 0 एन - घुमावों के कामकाजी हिस्से की कुल लंबाई;
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व एन और स्प्रिंग के अक्षीय अनुपालन का गुणांक (7) एन जहां एक मोड़ का अक्षीय अनुपालन है (बल एफ = 1 एन की कार्रवाई के तहत मिलीमीटर में निपटान),
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n सूत्र (8) n द्वारा निर्धारित होते हैं जहां G = E/ 0.384 E कतरनी मापांक है (E स्प्रिंग सामग्री का लोचदार मापांक है)।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n सूत्र (7) से यह निष्कर्ष निकलता है कि स्प्रिंग अनुपालन गुणांक घुमावों की संख्या (स्प्रिंग की लंबाई), इसके सूचकांक (बाहरी व्यास) और सामग्री के कतरनी मापांक में कमी के साथ बढ़ता है।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n स्प्रिंग्स की गणना और डिजाइन। तार के व्यास की गणना ताकत की स्थिति (4) से की जाती है। किसी दिए गए सूचकांक मान c (9) n के लिए जहां F 2 सबसे बड़ा बाहरी भार है।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n स्टील्स 60 सी 2, 60 सी 2 एन 2 ए और 50 एचएफए से बने स्प्रिंग्स के लिए अनुमेय तनाव [के] हैं: 750 एमपीए - स्थिर या धीरे-धीरे बदलते चर भार की कार्रवाई के तहत, साथ ही स्प्रिंग्स के लिए भी गैर-महत्वपूर्ण उद्देश्यों के लिए; 400 एमपीए - महत्वपूर्ण गतिशील रूप से लोड किए गए स्प्रिंग्स के लिए। गतिशील रूप से लोड किए गए कांस्य के लिए जिम्मेदार स्प्रिंग्स [के] को (0.2-0.3) में सौंपा गया है; गैर-जिम्मेदार कांस्य स्प्रिंग्स के लिए - (0.4-0.6) सी।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n n काम करने वाले घुमावों की आवश्यक संख्या स्प्रिंग के दिए गए लोचदार आंदोलन (स्ट्रोक) के अनुसार संबंध (5) से निर्धारित होती है। यदि संपीड़न स्प्रिंग को प्री-टेंशनिंग (लोड) एफ 1 के साथ स्थापित किया गया है, तो (10) स्प्रिंग के उद्देश्य के आधार पर, बल एफ 1 = (0.1-0.5) एफ 2। एफ 1 के मान को बदलकर, कार्य करना स्प्रिंग के ड्राफ्ट को समायोजित किया जा सकता है। घुमावों की संख्या को n 20 के लिए आधा मोड़ और n > 20 के लिए एक मोड़ तक पूर्णांकित किया जाता है।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n घुमावों की कुल संख्या n n H 0 = H 3 + n (t - d), (12) जहां H 3 = (n 1 - 0. 5) d स्प्रिंग की लंबाई है, आसन्न कार्य तक संपीड़ित स्पर्श बदल जाता है; टी - स्प्रिंग पिच। एन एन एन 1 = एन + (एल, 5 -2, 0)। (11) स्प्रिंग के लिए सहायक सतह बनाने के लिए संपीड़न के लिए अतिरिक्त 1.5-2 घुमावों का उपयोग किया जाता है। चित्र में. चित्र 6 लोड और संपीड़न स्प्रिंग अपसेट के बीच संबंध को दर्शाता है। अनलोडेड स्प्रिंग की कुल लंबाई n
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n एक सपाट बीयरिंग वाला सिरा बनाने के लिए स्प्रिंग के प्रत्येक सिरे को 0.25 डी तक पीसने के कारण घुमावों की कुल संख्या 0.5 कम हो जाती है। अधिकतम स्प्रिंग सेटलमेंट, यानी स्प्रिंग के अंत की गति जब तक कि कुंडलियाँ पूर्ण संपर्क में न आ जाएँ (चित्र 6 देखें), सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n n n स्प्रिंग पिच निम्नलिखित अनुमानित अनुपात से मान 3 के आधार पर निर्धारित की जाती है: स्प्रिंग के निर्माण के लिए आवश्यक तार की लंबाई जहां = 6 - 9° अनलोडेड स्प्रिंग के घुमावों की ऊंचाई का कोण है .
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n स्थिरता के नुकसान के कारण स्प्रिंग को झुकने से रोकने के लिए, इसका लचीलापन H 0/D 0 2.5 से कम होना चाहिए। यदि, डिज़ाइन कारणों से, यह सीमा पूरी नहीं होती है, तो स्प्रिंग्स, जैसा कि ऊपर बताया गया है, मेन्ड्रेल पर रखा जाना चाहिए या आस्तीन में लगाया जाना चाहिए।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n n n स्प्रिंग की स्थापना लंबाई, यानी बल F 1 (चित्र 6 देखें) के साथ कसने के बाद स्प्रिंग की लंबाई, सूत्र H 1 = H 0 - 1 = H 0 - n F द्वारा निर्धारित की जाती है। 1 सबसे बड़े बाहरी भार की कार्रवाई के तहत, स्प्रिंग की लंबाई H 2 =H 0 - 1 = H 0 - n F 2 और सबसे छोटी स्प्रिंग की लंबाई लंबाई H 3 = H 0 - 3 के अनुरूप बल F 3 पर होगी
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n भुज अक्ष पर सीधी रेखा F = f() के झुकाव का कोण (चित्र 6 देखें) सूत्र से निर्धारित होता है
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n भारी भार और तंग आयामों के लिए, कंपाउंड कम्प्रेशन स्प्रिंग्स का उपयोग करें (चित्र 4, सी देखें) - कई (आमतौर पर दो) संकेंद्रित रूप से स्थित स्प्रिंग्स का एक सेट जो एक साथ बाहरी भार का अनुभव करता है। अंतिम समर्थन और विकृतियों के मजबूत मोड़ को रोकने के लिए, समाक्षीय स्प्रिंग्स विपरीत दिशाओं (बाएं और दाएं) में घाव कर रहे हैं। सपोर्ट को स्प्रिंग्स के पारस्परिक संरेखण को सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n उनके बीच भार को समान रूप से वितरित करने के लिए, यह वांछनीय है कि मिश्रित स्प्रिंग्स में समान निपटान (अक्षीय गति) हो, और कॉइल एक दूसरे को छूने तक संपीड़ित स्प्रिंग्स की लंबाई लगभग समान हो। अनलोडेड अवस्था में, तनाव स्प्रिंग्स की लंबाई Н 0 = n d+2 hз; जहां hз = (0, 5- 1, 0) D 0 एक हुक की ऊंचाई है। अधिकतम बाहरी भार पर, तनाव स्प्रिंग की लंबाई H 2 = H 0 + n (F 2 - F 1 *) जहां F 1 * वाइंडिंग के दौरान घुमावों के प्रारंभिक संपीड़न का बल है।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n स्प्रिंग बनाने के लिए तार की लंबाई सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है जहां lз एक ट्रेलर के लिए तार की लंबाई है।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n सामान्य स्प्रिंग्स वे होते हैं जिनमें तार के बजाय छोटे व्यास (डी = 0.8 - 2.0 मिमी) के दो से छह तारों से मुड़ी हुई केबल का उपयोग किया जाता है - फंसे हुए स्प्रिंग्स। डिज़ाइन के संदर्भ में, ऐसे स्प्रिंग्स संकेंद्रित स्प्रिंग्स के बराबर हैं। उनकी उच्च भिगोने की क्षमता (स्ट्रैंड्स के बीच घर्षण के कारण) और अनुपालन के कारण, फंसे हुए स्प्रिंग्स सदमे अवशोषक और इसी तरह के उपकरणों में अच्छी तरह से काम करते हैं। परिवर्तनीय भार के संपर्क में आने पर, फंसे हुए स्प्रिंग्स तारों के घिसाव के कारण जल्दी ही विफल हो जाते हैं।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n कंपन और सदमे भार की स्थितियों के तहत काम करने वाली संरचनाओं में, आकार के स्प्रिंग्स का उपयोग कभी-कभी किया जाता है (चित्र 1, डी-ई देखें) बाहरी बल और स्प्रिंग के लोचदार आंदोलन के बीच एक गैर-रेखीय संबंध के साथ।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व और सुरक्षा मार्जिन। स्थिर भार के संपर्क में आने पर, कॉइल में प्लास्टिक विरूपण के कारण स्प्रिंग्स विफल हो सकते हैं। प्लास्टिक विकृतियों के अनुसार, सुरक्षा कारक वह है जहां स्प्रिंग कॉइल में अधिकतम स्पर्शरेखीय तनाव होता है, जिसकी गणना F=F 1 पर सूत्र (3) द्वारा की जाती है।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n स्प्रिंग्स जो परिवर्तनीय भार के तहत लंबे समय तक संचालित होते हैं, उन्हें थकान प्रतिरोध के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। स्प्रिंग्स को असममित लोडिंग की विशेषता होती है, जिसमें बल F 1 से F 2 तक भिन्न होते हैं (चित्र 6 देखें)। उसी समय, वोल्टेज के क्रॉस सेक्शन में बदल जाता है
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व एन आयाम और औसत चक्र तनाव एन स्पर्शरेखा तनाव के लिए, सुरक्षा कारक एन जहां के डी स्केल प्रभाव गुणांक है (तार डी से बने स्प्रिंग्स के लिए 8 मिमी 1 के बराबर है); = 0, 1 - 0, 2 - चक्र विषमता गुणांक।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n n थकान सीमा - एक सममित चक्र में चर मरोड़ के साथ 1 तार: 300-350 एमपीए - स्टील्स 65, 70, 55 जीएस, 65 जी के लिए; 400-450 एमपीए - स्टील्स के लिए 55 सी 2, 60 सी 2 ए; 500-550 एमपीए - स्टील्स 60 सी 2 एचएफए, आदि के लिए। सुरक्षा कारक का निर्धारण करते समय, प्रभावी तनाव एकाग्रता गुणांक K = 1 लिया जाता है। तनाव के लिए सूत्रों में तनाव एकाग्रता को गुणांक k द्वारा ध्यान में रखा जाता है।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n स्प्रिंग्स (उदाहरण के लिए, वाल्व स्प्रिंग्स) के गुंजयमान दोलनों के मामले में, चक्र के परिवर्तनीय घटक में वृद्धि हो सकती है जबकि एम अपरिवर्तित रहता है। इस मामले में, वैकल्पिक तनाव के लिए सुरक्षा कारक
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n थकान प्रतिरोध (20-50% तक) बढ़ाने के लिए, स्प्रिंग्स को शॉट पीनिंग द्वारा मजबूत किया जाता है, जो कॉइल की सतह परतों में संपीड़ित अवशिष्ट तनाव बनाता है। स्प्रिंग्स को संसाधित करने के लिए, 0.5-1.0 मिमी व्यास वाली गेंदों का उपयोग किया जाता है। उच्च उड़ान गति पर छोटे व्यास की गेंदों के साथ स्प्रिंग्स का इलाज करना अधिक प्रभावी है।
स्प्रिंग्स और इलास्टिक तत्व n n प्रभाव भार के लिए गणना। कई संरचनाओं (शॉक अवशोषक, आदि) में, स्प्रिंग्स ज्ञात प्रभाव ऊर्जा के साथ लगभग तुरंत (उच्च गति पर) लगाए गए शॉक लोड के तहत काम करते हैं। स्प्रिंग की अलग-अलग कुंडलियाँ महत्वपूर्ण गति प्राप्त करती हैं और खतरनाक ढंग से टकरा सकती हैं। प्रभाव लोडिंग के लिए वास्तविक प्रणालियों की गणना महत्वपूर्ण कठिनाइयों से जुड़ी है (संपर्क, लोचदार और प्लास्टिक विकृतियों, तरंग प्रक्रियाओं आदि को ध्यान में रखते हुए); इसलिए, इंजीनियरिंग अनुप्रयोग के लिए हम स्वयं को ऊर्जा गणना पद्धति तक ही सीमित रखेंगे।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व एन एन एन शॉक लोड विश्लेषण का मुख्य कार्य ज्ञात आयामों के साथ स्प्रिंग पर प्रभाव कार्रवाई के बराबर गतिशील निपटान (अक्षीय आंदोलन) और स्थिर भार निर्धारित करना है। आइए एक स्प्रिंग शॉक अवशोषक पर द्रव्यमान m की एक छड़ के प्रभाव पर विचार करें (चित्र 7)। यदि हम पिस्टन की विकृति की उपेक्षा करते हैं और मानते हैं कि प्रभाव के बाद, लोचदार विकृति तुरंत पूरे स्प्रिंग को कवर कर लेती है, तो हम ऊर्जा संतुलन समीकरण को उस रूप में लिख सकते हैं जहां एफडी रॉड का गुरुत्वाकर्षण बल है; K टक्कर के बाद प्रणाली की गतिज ऊर्जा है,
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व एन सूत्र (13) एन द्वारा निर्धारित किया जाता है जहां वी 0 पिस्टन की गति की गति है; - प्रभाव के बिंदु तक स्प्रिंग द्रव्यमान में कमी का गुणांक
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व एन एन एन यदि हम मानते हैं कि स्प्रिंग के कॉइल्स की गति की गति इसकी लंबाई के साथ रैखिक रूप से बदलती है, तो = 1/3। समीकरण (13) के बाईं ओर दूसरा पद स्प्रिंग के गतिशील अपसेटिंग के दौरान प्रभाव के बाद पिस्टन के कार्य को व्यक्त करता है। समीकरण (13) का दाहिना पक्ष स्प्रिंग के विरूपण की संभावित ऊर्जा है (अनुपालन एम के साथ), जिसे विकृत स्प्रिंग को धीरे-धीरे उतारकर वापस किया जा सकता है।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व लोड के तात्कालिक अनुप्रयोग के साथ वी 0 = 0; डी = 2 बड़े चम्मच। एक स्थैतिक भार, प्रभाव के बराबर, प्रभाव डाल सकता है। संबंध n n से गणना की गई
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n n रबर लोचदार तत्वों का उपयोग बड़े आंदोलनों को प्राप्त करने के लिए लोचदार कपलिंग, कंपन और शोर इन्सुलेशन समर्थन और अन्य उपकरणों के डिजाइन में किया जाता है। ऐसे तत्व आमतौर पर धातु भागों (प्लेट्स, ट्यूब इत्यादि) के माध्यम से भार संचारित करते हैं।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n रबर लोचदार तत्वों के लाभ: विद्युत इन्सुलेट क्षमता; उच्च भिगोना क्षमता (रबर में ऊर्जा अपव्यय 30-80% तक पहुँच जाता है); स्प्रिंग स्टील (10 गुना तक) की तुलना में प्रति यूनिट द्रव्यमान अधिक ऊर्जा जमा करने की क्षमता। तालिका में चित्र 1 रबर लोचदार तत्वों के तनाव और विस्थापन के अनुमानित निर्धारण के लिए गणना आरेख और सूत्र दिखाता है।
स्प्रिंग्स और लोचदार तत्व n n तत्वों की सामग्री तन्यता ताकत (8 एमपीए; कतरनी मापांक जी = 500-900 एमपीए) के साथ तकनीकी रबर है। हाल के वर्षों में, न्यूमोइलास्टिक लोचदार तत्व व्यापक हो गए हैं।
