Hé! Mint a tengelyirányú torziós rugók szállítója, gyakran megkérdezik, hogyan lehet kiszámítani ezeknek a rugóknak a torziós merevségét. Ez döntő szempont, különösen azok számára, akik a projektekben vagy termékeikben támaszkodnak ezekre a rugókra. Tehát merüljünk be jobbra, és bontjuk le a folyamatot.
Először is, értjük meg, mi aTengelyirányú torziós rugóvan. A tengelyirányú torziós rugót úgy tervezték, hogy ellenálljon vagy forduljon egy csavaró erővel, amikor a tengelye körül forog. Ezeket a rugókat általában különféle alkalmazásokban használják, a kis mechanikus eszközöktől a nagyobb ipari gépekig.
Most a rugó torziós merevsége alapvetően azt méri, hogy mekkora nyomatékra van szükség a rugó egy bizonyos szögben történő csavarozásához. Olyan, mint egy szokásos rugó "merevsége", amikor kinyújtja vagy összenyomja, de itt a forgatással foglalkozunk.
A tengelyirányú torziós rugó torziós merevségének (K) kiszámításának képlete néhány kulcsfontosságú tényezőn alapul. A legfontosabb az anyagi tulajdonságok, a rugó geometriája és az aktív tekercsek száma.
Anyagi tulajdonságok
A tavaszi anyag óriási szerepet játszik. A különböző anyagok eltérő nyírási modulusok (G), ami az anyag nyírási erőkkel szembeni ellenállásának mértéke. Például az acélnak viszonylag magas nyírási modulusa van, mint más fémek. A nyírási modulus állandó érték egy adott anyag számára, és általában a mérnöki kézikönyvekben vagy az online erőforrásokban található.
A rugó geometriája
A rugó előállításához használt huzal átmérője egy másik kritikus tényező. A vastagabb huzal általában merevebb rugót jelent. Ezenkívül a rugó átlagátmérője (D), amely a külső és a belső átmérő átlagos átlaga, befolyásolja a torziós merevséget. Ahogy az átlagátmérő növekszik, a torziós merevség csökken, minden más egyenlő.
Az aktív tekercsek száma
Az aktív tekercsek száma (N) az a tekercsek száma, amelyek valóban hozzájárulnak a tavasz rugalmasságához. A rögzített vagy a rögzítéshez használt tekercseket nem tekintik aktívnak. Minél aktívabb tekercsek vannak a rugóval, annál alacsonyabb a torziós merevsége.
A torziós merevség képletét a következők adják:
[K = \ frac {gd^{4}} {64rn}]
ahol:
- K) a torziós merevség (nm/rad)
- (G) az anyag nyírómodulusa (PA -ban)
- (d) a huzal átmérője (m -ben)
- (R) a rugó átlagos sugara (m -ben), amely az átlagos átmérő fele (d)
- (N) az aktív tekercsek száma
Törjük le ezt a képletet egy kicsit. A (GD^{4}) rész az anyag hozzájárulását és a huzal átmérőjét képviseli. Minél magasabb a nyírási modulus és annál vastagabb a huzal, annál nagyobb ez az érték. A (64RN) rész a geometria és az aktív tekercsek számához kapcsolódik. Ahogy az átlagos sugár és az aktív tekercsek száma növekszik, a nevező nagyobb lesz, és a torziós merevség csökken.
Tegyük fel például, hogy van egy tengelyirányú torziós rugó, amely acélból készült, nyírómodulussal (g = 80 \ Times10^{9}) Pa. A huzal átmérője (d = 0,005) m, az átlagos átmérő (d = 0,05) m (tehát az átlagos sugár (r = 0,025) m) és az aktív tekercsek száma (n = 10).
Először kiszámoljuk (d^{4} = (0,005)^{4} = 6,25 \ Times10^{-11})
Ezután helyettesítjük az értékeket a képletbe:
[K = \ Frac {80 \ Times10^{9} \ Times6.25 \ Times10^{-11}} {64 \ Times0.025 \ Times10}]
[K = \ frac {5} {16} = 0,3125 \ nm/rad]
Ez azt jelenti, hogy minden forgásradián esetén 0,3125 nm nyomatékra van szükség.
Most vannak néhány gyakorlati szempont a torziós merevség kiszámításakor. A valós világ alkalmazásaiban vannak olyan tényezők, amelyek befolyásolhatják a számítás pontosságát. Például a gyártási toleranciák a huzal átmérőjének és az átlagátmérőben enyhe eltéréseket okozhatnak. Ezenkívül a rugó telepítésének módja és a betöltési feltételek is hatással lehetnek.
Egy másik dolog, amit szem előtt kell tartani, az, hogy különféle típusú axiális torziós rugók léteznek, mint példáulAjtófogantyú torziós rugóésÁllítható torziós rugó- Minden típusnak lehet konkrét tervezési követelményei és megfontolásai.
Például az ajtófogantyú torziós rugóit úgy kell megtervezni, hogy a megfelelő működést csak megfelelő mennyiségű ellenállás biztosítsa. Általában viszonylag alacsony torziós merevségük van, így az ajtófogantyú minimális erőfeszítéssel el lehet fordítani. Másrészt az állítható torziós rugókat úgy tervezték, hogy lehetővé tegyék a torziós merevség változásait. Ez hasznos azokban az alkalmazásokban, ahol a terhelési követelmények idővel változhatnak.
Ha olyan terméket tervez, amely axiális torziós rugót használ, érdemes elvégezni néhány tesztelést. Megmérheti a minta rugó tényleges torziós merevségét, és összehasonlíthatja azt a kiszámított értékkel. Ez segíthet a finomításban - hangolja be a formatervezést, és gondoskodjon arról, hogy a tavasz megfelel -e az Ön igényeinek.
Ha az axiális torziós rugók piacán vagy, akár egy kis barkácsolási projekt, akár egy nagy méretű ipari alkalmazás esetén, itt vagyunk, hogy segítsünk. Kínálunk nagy minőségű, magas színvonalú anyagokból készült axiális torziós rugók széles skáláját. Szakértői csoportunk segíthet abban, hogy az Ön igényeihez megfelelő rugót választhasson, és még a számításokban is segíthet, ha nem tudja, hol kezdje.
Ha bármilyen kérdése van, vagy meg akarja vitatni az Ön konkrét követelményeit, nyugodtan lépjen fel. Mindig örülünk, hogy beszélgetünk, és megnézhetjük, hogyan tudunk együtt dolgozni, hogy megtaláljuk az Ön számára a tökéletes axiális torziós tavaszi megoldást.
Referenciák
- Shigley, JE és Mischke, CR (2001). Gépészmérnöki terv. McGraw - Hill.
- Budynas, RG és Nisbett, JK (2011). Shigley gépészmérnöki terve. McGraw - Hill.
