Lisnate Opruge i Gibanjjj

Predmet: Mašinski Elementi I

Seminarski Rad: LISNATE OPRUGE I GIBANJ

Nastavnik: Učenik:____________________ Mitar Parezanović

KRAGUJEVAC, 2014

Lisnate opruge i Gibanj

SADRŽAJ

1.0. Namena opruga..................................................................................................................3

2.0. Vrste opruga....................................................................................................................... 3

3.0. Materijal za opruge.............................................................................................................4

4.0. Dozvoljeni naponi i stepen sigurnosti.................................................................................6

5.0. Lisnate opruge.................................................................................................................... 7

6.0. Gibanj..................................................................................................................................9

2


1.0.Namena opruga

Opruge služe za elasnično vezivanje mašinskih delova i sklopova. Njihova elastičnost omogućuje da amortizuje (priguše) energiju (na primer kod vozila, odbojnika, spojnica itd).

Opruge se primenjuju i u druge svrhe, kao: za merenje sile, težine, ili momenta (pomoću dinamometra, vaga i momentnih ključeva u koje se ugrađuju opruge); za akumulisanje energije (na primer kod časovnika, oružija, grački itd); za elastično međusobno pritiskivanje delova (na primer za brave, klizače; poklopce itd); za ograničavanje najvećih sila, odnosno najvećih pritisaka (na primer kod ventila sigurnosti) ili najvećeg momenta uvijanja (na primer kod spojnica sigurnosti, itd).

2.0.Vrste opruga

Konstukcijski oblici opruga veoma su različiti i prilagođeni su nameni. U zavisnoti od oblika i načina opteećenja, opruge su pretežno izložene savijaju (fleksija), uvianju (torzija) ili složenom naprezanju. Prema tome se dele na:

1. Fleksione opruge,2. Torzione opruge, i3. Složeno napregnute opruge.

Osnovne vrste fleksonih opruga prikazane su na slici 1. To su:

a) Proste lisnate opruge,b) Složene slisnate opruge (gibnjevi),c) Spiralne opruge, id) Fleksione zavojne opruge.

Proste lisnate opruge (slika 1.a) primenjuju se za mala opterećenja i ako se traži velika defomabilnost, kao što je slučaj kod mehanizama za poljoprivredne i tekstilne mašine ili u prehrambenoj i procesnoj idustriji.

Složene lisnate opruge ili gibnjevi (slika 1.b) imaju zanačajnu primenu u tehnici. Pogodne su za velika opterećenja. Zato se primenjuju kod drumskih i šinskih vozila, kod presa i

3


čekića itd. Gibanj se pod opterećenjem elastično deformiše, na što se troši deo rada koji akumuliše. Mali deo rada troši se na trenje između listova gibnja.

Spiralne opruge (slika 1.c) primenjuju se, na primer, za satne mehanizme.

Zavojne fleksbilne oruge (slika 1.d) imaju relativno veliku ugaonu deformaciju, koja nastaje kao posledica oblika i opteećenja (F). Imaju primenu u aparatima za domaćinstvo, kod poljoprivrednih, tekstilnih, štamparskih i drugih mašina.

Slika 1. Prikaz fleksibilnih opruga a) Pljosnata lisnata opruga, b) Složena lisnata opruga ili gibanj, c) Spiralna opruga, d) Zavojna fleksibilna opruga

3.0.Materijal za opruge

Za izradu opruga prvenstveno se koriste čelici koji imaju veliku čvrstoću i elastičnost. To sz čelici sa visokim sadržajem ugljenika: legirani čelici sa silicijumom, hromom, vanadijumom ili višestruko legiranim čelicima.

Polufabrikati su žice, šipke ili valjane trake, hladno vučene ili hladno valjanje trake. U zavisnosti od velučine i vrste polufabrikata opruge se ovlikuzju u toplom ili hladnom stanju.

Opruge velikih preseka oblikuju se u toplom stanju od čelika koji su dati u tabeli 1. posle oblikovanja opruge se odvrgavaju termičkoj obradi i peskare radi povećanja čvrstoće i izdržajivosti.

4


Tabela 1. Zatezna čvrstoća Rm čelika za opruge koje se oblikuju u toplom stanju

Opruge malih preseka oblikuju se u hladnom stanju od patentiranih žica (tabela 2) ili hladno valjanih traka (tabela 3). ovakvo oblikovane opruge ne podvrgavaju se termičkoj obradi.

Tabela 2. Najmanje zatezne čvrstoće u N /mm2 okrugle patentiranje žice za opruge

5


Namena žice za opruge:

A. –za manje i retko promenjiva opterećenja,B. –za mirna i malo promenjiva opterećenja,C. –za velika statička i umerena dinamička opterećenja,D. Za velika statička i dinamička opterećenja,

FD.-za opruge koje rade u području vremenske izdržljivosti,

VD.-za opruge sa visokim trajnim dinamičkim opterećenjem.

Dinamička izdržljivost hladno oblikovanih opruga:

Tabela 3. Zatezna čvrstoća RmM u N /mm2 hladno valjanih traka

6


Osim čelika opruge se, za posebne namene, izrađuje od bronze (E=112 000N /mm2 , G= 42 000 N /mm2 ) i od mesinga (E= 94 000 N /mm2, G= 35 000 N /mm2)

4.0.Dozvoljeni naponi i stepen sigurnosti

Velika čvrstoća materijala za opruge kao i pogodan oblik opruga omogućava da se opruge izlože visokom naprezanju sa relativno malim stepenom sigurnosti.

U prethodnom proračunu obično se usvaja stepen sigurnosti s=1.5 ,… .2 .5 i materijal opruge. Veće vrednosti za stepen sigurnosti u navedenim vrednostima usvaja se za torzione opruge.

Dozvoljeni napon savijanja: σ sdoz

RmM

S, u N /mm2, S=1.5 ,… ..2 . (1)

Dozvoljeni napon uvijanja: τ sdoz

RmM

S, u N /mm2, S=2,… ..2.5 . (2)

U završnom proračunu proverava se dinamički stepen sigurnosti.

U zavisnosti od stepena pouzdanosti u faktora koji utiču na dinamički stepen sigurnosti SD≥1.25 ,… ..2 .

5.0.Lisnate opruge

7


Lisnate opruge koriste se za mala opteećenja kao što je slučaj kod brava u preciznim mehanizmima i tekstilnim mašinama. Izvode se kao jednokratne (konzolne) i dvokratne (slika 2). Kod jednokratne lisnate opruge sa konzolnim ukleštenjem, dužina l, do sile F, širine b i debljine h, ugib ( f ) ispod sile, krutost (c ) i najveći napon savijanja (σ ) iznose:

f=k 1 ∙F ∙l3

3 ∙ E∙ I u mm; c=

Ft

u N /mm2; (3)

σ=F ∙lW

=6 ∙F ∙l

b ∙ h2 u N /mm2; (4)

Gde je:

F ( N )−sila ,

l (mm )−krak sile ,

I=b ∙h3

12 u mm4 – moment inercije preseka lista opruge,

W=b∙h2

6 u mm3 – otporni moment preseka,

E u N /mm2−modul elastičnostimaterijala

k 1=3b

(2b+b0) – faktor povećanja ugiba zbog smanjenja lista.

Za b0=b , k=1

8


Slika 2. Prikaz lisnatih opruga a) pravougaona, b) trouglasta, c) trapezna, d) dvokrake, e) trouglasta, f) trapezna

Slika 3. Prikaz realneprimene lisnatih opruga

6.0.Gibanj

9


Kod većih opterećenja širina lisat b mora se ograničiti. Zato se formira složena lisnata opruga zvana – gibanj (slika 4) sastavljen na način prikazan na slici 5. Gibanj se formira od dvokratkih listova različite dužine koji se salžu na način na slici 5.

Slika 4. Prikaz gibnja a) kada je neopterćen, b) kada je opterećen

Listovi gibnja spajaju se čvrsto pomoću uzengija kao na slici 4 ili podešenim zavrtnjem koji prolazi kroz otvore pripremljene u listovima. Gornji list savijen je na krajevima oko osovinice. Polazni podaci za proračun gibnja su radno opterećenje (F), ugib ( f ), dužina (l) i materijal. Koeficijent k 1 kod gibnja određuje se za odnos b /B (slika 5) i njegove vrednosti date u tabeli 4.

10


Slika 5. Način formiranja listova gibnja: 1 – teorijski oblik, 2 - jedan od stvarnih oblika listova.

Tabela 3. Vrednost faktora povećanja ugiba k 1 za gibnjeve

Kod gibnjeva se, po pravilu, ispod gornjeg lista postavlja još jedan list iste aktivne dužine. Usled toga je ugib manji što se uzima u obzir pomoću koeficijenta k 2≈0.75 pa je ugib gibnja:

f ≈ k1 ∙ k2 ∙F ∙l3

3 ∙E ∙ I,i krutost c=F

f (5)

Širina lista b i njegova debljina h usvajaju se u prethodnom proračunu, pa se iznos jednačine savijanja:

σ s=6 ∙F ∙l

B ∙h2≤σ sdoz,

Određuje ukupnaširina B i broj aktivnih listova n=B /b .

11


Dozvoljeni napon σ sdoz=RmM

S, gde je RmM zatezna čvrstoća materijala, S=1.5 za malo

promenjiva opteećenja S=3 za naizmenično promenjiva i udarna opterećenja (na primer kod prese).

Slika 6. Prikaz gibnjeva na realnim primerima

12


Slika 7. Prikaz gibnja kod automobila

13

Documents

Lisnate Opruge i Gibanjjj