[ТимурХайрул]

Здравствуйте, проектирую оснастку для ЭХУЗ и столкнулся с проблемой, нужна помощь. Нужно подобрать и рассчитать пружину сжатия (винтовую, но она здесь судя по всему не подойдет, либо тарельчатую). В приложении оставляю скриншот эскиза(в приложении). У меня 2 катода(1,2), между ними необходимо обеспечить прижимную силу, для передачи тока с минимальными потерями, нагрузка (4 кН, 404 кгс). Для этого в конструкции моей оснастки, на плиту 3 будет приложена сила от пневмосистемы, которая будет сжимать пружину и следовательно передавать нагрузку на втулку 4, а так же прижимать деталь к столу. Так суть проблемы заключается в том, что необходимо подобрать пружину с необычными габаритами, диаметром 150 мм, ход пружины может быть и меньше 6 мм, длина пружины 15 мм, можно и меньше и чуть больше, а так же между витками, или через тарелку,знаю что бывают тарельчатые пружины с вырезами, должен запрессовать штифт. Подскажите пожалуйста, как сделать расчет и подобрать пружину, или может кому придут в голову другие идеи, о том как обеспечить нагрузку и на деталь и на втулку. Очень нужна ваша помощь.

[uraltay]

Каков ход дет. 3? При чём здесь размер 6, если по графике раньше она может сесть на дет. 4. Может ли пружина выходить за размер 79? Каково усилие пружины в исходном положении? И, вообще, зачем нужен промежуточный элемент - пружина, если все 404 кг через неё придут на сжатие?

[Krapivnik]

Сообщение от ТимурХайрул Здравствуйте, проектирую оснастку для ЭХУЗ и столкнулся с проблемой, нужна помощь. Нужно подобрать и рассчитать пружину сжатия (винтовую, но она здесь судя по всему не подойдет, либо тарельчатую). В приложении оставляю скриншот эскиза(в приложении). У меня 2 катода(1,2), между ними необходимо обеспечить прижимную силу, для передачи тока с минимальными потерями, нагрузка (4 кН, 404 кгс). Для этого в конструкции моей оснастки, на плиту 3 будет приложена сила от пневмосистемы, которая будет сжимать пружину и следовательно передавать нагрузку на втулку 4, а так же прижимать деталь к столу. Так суть проблемы заключается в том, что необходимо подобрать пружину с необычными габаритами, диаметром 150 мм, ход пружины может быть и меньше 6 мм, длина пружины 15 мм, можно и меньше и чуть больше, а так же между витками, или через тарелку,знаю что бывают тарельчатые пружины с вырезами, должен запрессовать штифт. Подскажите пожалуйста, как сделать расчет и подобрать пружину, или может кому придут в голову другие идеи, о том как обеспечить нагрузку и на деталь и на втулку. Очень нужна ваша помощь.

Дичь какая-то. Ради чего такие сложные решения? Гораздо проще применить несколько спиральных пружин вокруг направляющих пальцев, размещенных по контуру прижимной детали.

[ТимурХайрул]

Сообщение от uraltay Каков ход дет. 3? При чём здесь размер 6, если по графике раньше она может сесть на дет. 4. Может ли пружина выходить за размер 79? Каково усилие пружины в исходном положении? И, вообще, зачем нужен промежуточный элемент - пружина, если все 404 кг через неё придут на сжатие?

Да, размеры кривоваты, так как эскиз, ход детали три может быть и меньше и немного больше. Пружина может выходить за размер 79. Усилие пружины в исходном положении произвольная. Это такая затея преподавателя, с которой я не сильно согласен, но вариантов нет. Если возможно, помогите пожалуйста.

[Krapivnik]

Сообщение от ТимурХайрул Да, размеры кривоваты, так как эскиз, ход детали три может быть и меньше и немного больше. Пружина может выходить за размер 79. Усилие пружины в исходном положении произвольная. Это такая затея преподавателя, с которой я не сильно согласен, но вариантов нет. Если возможно, помогите пожалуйста.

Выложите исходник в формате Компаса

[Liukk]

Что нужно-то, рассчитать нестандартную пружину, которой нет в ГОСТах/Анурьеве или каталогах продавцов пружин?

[ТимурХайрул]

Сообщение от Liukk Что нужно-то, рассчитать нестандартную пружину, которой нет в ГОСТах/Анурьеве или каталогах продавцов пружин?

даа, как это сделать, имея необходимую нагрузку и размеры. В случае с тарельчатыми пружинами я так понимаю, что они никак не рассчитываются, а подбираются.

[ТимурХайрул]

Сообщение от Krapivnik Выложите исходник в формате Компаса

15 и 16 версии

[Liukk]

Расчёт нестандартной пружины, который я брал много лет тому назад у расчётчика, у меня, увы, не сохранился. Также стояла задача по расчёту пружины "с другой стороны". Но есть проверка пружины шариковой предохранительной муфты. Выверните формулы и получите то, что нужно.

[ТимурХайрул]

Сообщение от Liukk Расчёт нестандартной пружины, который я брал много лет тому назад у расчётчика, у меня, увы, не сохранился. Также стояла задача по расчёту пружины "с другой стороны". Но есть проверка пружины шариковой предохранительной муфты. Выверните формулы и получите то, что нужно.

Спасибо, попробую

[Krapivnik]

Всё же может так:

Сообщение от Krapivnik Гораздо проще применить несколько спиральных пружин вокруг направляющих пальцев, размещенных по контуру прижимной детали.

эскиз условно

[ТимурХайрул]

Сообщение от Krapivnik Всё же может так: эскиз условно

а такого диаметра проволоки пружины хватит, чтобы обеспечить 400 кгс?

[uraltay]

Повторяю вопрос: "...зачем нужен промежуточный элемент - пружина, если все 404 кг через неё придут на сжатие?" Может, преподаватель проверяет на сообразительность?

[Liukk]

Сообщение от uraltay зачем нужен промежуточный элемент - пружина, если все 404 кг через неё придут на сжатие?"

Мне эта конструкция напомнила штамп холодной листовой штамповки - куча подвижных элементов, которые должны вступать в работу в разное время, и действовать на заготовку с различными усилиями (прижим полосы, вытяжка, пробивка и пр.). Поэтому и пружин в штампе немерено.

[Liukk]

Позавчера наткнулся на расчёт пружины в Exel'е. Сам ещё не пробовал.
Может пригодиться.

[uraltay]

Сообщение от Liukk Мне эта конструкция напомнила штамп холодной листовой штамповки - куча подвижных элементов, которые должны вступать в работу в разное время, и действовать на заготовку с различными усилиями (прижим полосы, вытяжка, пробивка и пр.). Поэтому и пружин в штампе немерено.

Со штампом всё понятно, но здесь уже присутствует пневмопружина, которая напрямую давит на винтовую, которая давит на...

----- добавлено через ~3 мин. -----

Сообщение от Liukk Позавчера наткнулся на расчёт пружины в Exel'е. Сам ещё не пробовал. Может пригодиться.

В указанных габаритах, с указанным усилием можно без расчётов сказать, что обычная винтовая пружина не получится.

[Liukk]

Сообщение от uraltay здесь уже присутствует пневмопружина, которая напрямую давит на винтовую, которая давит на...

Пути преподавательские неисповедимы...
Я бы вообще одной пневматикой обошёлся, но у меня же не учебное задание.
Как в ТРИЗе - не получается сделать "в лоб", ищи обходные пути (выверни конструкцию наизнанку, используй другие принципы (гидро-пневмо- вместо механики и наоборот))

[Krapivnik]

Сообщение от ТимурХайрул а такого диаметра проволоки пружины хватит, чтобы обеспечить 400 кгс?

Так используйте 5 пружин по 800 Н каждая или 10 пружин по 400 Н или ... Понимаете, что здесь много пружин, равномерно распределенных по диаметру, будут требуемое усилие создавать?

Сообщение от uraltay В указанных габаритах, с указанным усилием можно без расчётов сказать, что обычная винтовая пружина не получится.

100%

Сообщение от Liukk Позавчера наткнулся на расчёт пружины в Exel'е. Сам ещё не пробовал. Может пригодиться.

Удобный расчет пружин вшит в библиотеку Компаса начиная с самой бородатой версии. Кому интересно - может там глянуть.

[ak762]

у нас в инструментальном производстве использовали вот такие пружины для обрезных штампов с небольшим ходом



http://www.hysonsolutions.com/produc...en-gas-springs

[Fogel]

подобную штуку я решил просто использовав полосу транспортерной ленты. Резиновый упругий элемент (это если не греется сильно). А так согласен, пневмоцилиндр дает эту нагрузку, причем независимо от хода, чего еще надо?
Можно сделать распределение между верхней крышкой 3 и запчастью 4 при помощи расположеного сверху лепесткового кольца и штоков...

[ТимурХайрул]

Всем спасибо, очень помогли

[johnnkoch]

Приветствую! Очень нужна помощь!
Подскажите пожалуйста как подобрать пружину тарельчатую по ГОСТ 3057-90, зная только крутящий момент болтового соединения(ГОСТ 10434-82)?

[uraltay]

Сообщение от johnnkoch как подобрать пружину тарельчатую по ГОСТ 3057-90, зная только крутящий момент болтового соединения(ГОСТ 10434-82)?

Посчитать осевую силу от момента, учесть потери от трения болта (гайки) по пружине и по полученному осевому усилию подобрать пружину.

[johnnkoch]

Даже если я найду как посчитать осевую силу. В примере подбора шайб не говориться о ней. Я могу только предполагать, что это рабочая сила при максимальной деформации. В ГОСТе нет четкой инструкции и есть ошибки. И далее если шайба большая и нужно уменьшить диаметр, увеличив количество, то опять ничего не понятно.

[uraltay]

Сообщение от johnnkoch Даже если я найду как посчитать осевую силу. В примере подбора шайб не говориться о ней

Как же не говорится?
Открыл первую попавшуюся таблицу №2. Например, расчётная осевая сила F=80Н. Для пружины №001 F3=132Н при максимальной деформации s3=0,25. Указаны силы F для деформаций 0,2s3, 0,4s3, 0,5s3, 0,6s3 и 0,8s3. Отсюда найти, какая должна быть деформация для силы 80Н. Это будет где-то между 0,5 и 0,6s3.
Обычно деталь лежит на поверхности, а силу прикладывают сверху, а тут принято наоборот: нижняя поверхность перемещается вверх! Сразу и не понял!

[johnnkoch]

Спасибо, что посмотрели! Но в примере подбора сказано, что по F3 подбирается пружина.
Момент для M10 51Нм; по упрощенной формуле момент T=kfd/12 осевая сила f получается 23404Н
По ГОСТ и табл.2 F3=F2/0.8 допустим, что F2 это и есть осевая сила, тогда F3=29255Н
И вот только теперь начинается подбор шайбы. Для 29255Н шайба огромная, т.к. нам для болта М10 надо. и вот как узнать сколько и именно каких шайб под М10 надо я никак не могу понять.

[uraltay]

Мрезьбы=Росевое*0,5Дср.резьбы*tg(а+в), где а-угол трения, в - угол подъёма винтовой линии среднего диаметра резьбы.
Откуда Р=5100(Н*см)/(0,5*0,9026*0,153...0,235)=73860...48088Н.
0,153 - со смазкой, f=0.1; 0,235 - без смазки, f=0.18. Принял условно.
Если гайка (головка болта) при затяжке трётся о шайбу, то осевое усилие будет примерно вдвое меньше.
Допустим, трётся и без смазки, тогда Р=48088/2=24044Н. F3=24044/0,8=30055Н.
Т.к. подходящих для этого шайб нет, нужно их суммировать в соответствии с ГОСТ 3057, табл. 12, схема "параллельная".
Можно обратить внимание на шайбу 078. F3=4000. Двнутр.=11мм. 30055/4000=7,5.
Взять не менее 8 шайб. Не смотрел, есть ли ограничения по количеству шайб, но большого греха в этом не вижу. При сжатии между шайбами будет мешающая сила трения, поэтому, думаю, их лучше ставить со смазкой.
Выдержит ли болт такую нагрузку?

[Tyhig]

Liukk, мне про пружины тоже интересно в целом теоретически...
У вас в дежавю расчёте в посте https://forum.dwg.ru/showpost.php?p=1702893&postcount=9 жёсткость пружины линейная. Как же так, она же нелинейная должна быть ? Или этим пренебрегают ? Или для расчёта сильно ограничивается ход пружины и расчётным считается узкий промежуток с линейной жёсткостью ? А выход на нелинейность уже некошерно ?

[Liukk]

Сообщение от Tyhig Как же так, она же нелинейная должна быть ? Или этим пренебрегают ? Или для расчёта сильно ограничивается ход пружины и расчётным считается узкий промежуток с линейной жёсткостью ? А выход на нелинейность уже некошерно ?

Совершенно правильно пишете, и про пренебрежение и про узкий промежуток.
А если учесть влияние неравномерности диаметра проволоки по длине, допуски на наружный (внутренний) диаметр пружины, а также допуск на термообработку, то такое получится...
Опять же пружины нужны разные: те, что в обычном машиностроении (и то 3 класса и по 3 разряда в каждом, кроме 3 кл.) и те, что в точных приборах... А в одной из моих прежних организаций делали титановые пружины, ну не подходила сталь по мех свойствам...

[johnnkoch]

Сообщение от uraltay Мрезьбы=Росевое*0,5Дср.резьбы*tg(а+в), где а-угол трения, в - угол подъёма винтовой линии среднего диаметра резьбы. Откуда Р=5100(Н*см)/(0,5*0,9026*0,153...0,235)=73860...48088Н. 0,153 - со смазкой, f=0.1; 0,235 - без смазки, f=0.18. Принял условно. Если гайка (головка болта) при затяжке трётся о шайбу, то осевое усилие будет примерно вдвое меньше. Допустим, трётся и без смазки, тогда Р=48088/2=24044Н. F3=24044/0,8=30055Н. Т.к. подходящих для этого шайб нет, нужно их суммировать в соответствии с ГОСТ 3057, табл. 12, схема "параллельная". Можно обратить внимание на шайбу 078. F3=4000. Двнутр.=11мм. 30055/4000=7,5. Взять не менее 8 шайб. Не смотрел, есть ли ограничения по количеству шайб, но большого греха в этом не вижу. При сжатии между шайбами будет мешающая сила трения, поэтому, думаю, их лучше ставить со смазкой. Выдержит ли болт такую нагрузку?

В принципе результат у нас похож, т.к. мои 14 шайб для нар. диаметра 20мм. Проблема в том, что это как-то ненормально ставить такое количество шайб в обычное болтовое соединение.
Начальник не принимает такой результат, т.к. говорит что если подбирать шайбы под момент затяжки, то пакет не даст соединение затянуть. Потому что сила сопротивления F3 будет больше силы затяжки F2. Он предлагает подбирать пакет пружин таким образом, чтобы момент сопротивления не превышал момент затяжки. Мсопр.=0,3Мкр.
Откуда мне взять Мсопр. и как это применить в таблице он не говорит.

Может быть такое, что по DIN2093 пружин будет меньше? Т.к. мы 20x10.2x1.1 две ставили без плоской шайбы и вроде нормально.

[uraltay]

Сообщение от johnnkoch Начальник не принимает такой результат, т.к. говорит что если подбирать шайбы под момент затяжки, то пакет не даст соединение затянуть. Потому что сила сопротивления F3 будет больше силы затяжки F2.

Не понял я начальника. Сила F3 и должна быть больше F2, иначе шайба может сломаться, например, от эксплуатационных вибраций. Поэтому и ГОСТ не рекомендует затяжку больше 0,8F3. И почему это "пакет не даст соединение затянуть"? Болту однойственно, одна шайба, пакет или вообще без шайб.
Про DIN не знаю, а как подбирать, я писал. Можно и по ГОСТ взять шайбу на бОльшее усилие, а между головкой болта и отверстием в шайбе поставить направляющую шайбу- проставку, чтоб шайба не елозила. Что вам нужно: момент или усилие затяжки? Я выше уже сомневался в достаточной прочности болта.

[johnnkoch]

Он говорит: ты крутишь ключ с силой F2, а ему сопротивляется 14 шайб с силой F3. Кто победит?

Мы пользовались для соединения двух медных шин болтами и двумя гайками(4 болта на расстоянии 30 мм ). Начальник хочет убрать контрящую гайку и поставить пружины. А цех наш по госту проверяет М10 динамометрич. ключом с моментом 45-51Нм Все всегда выдерживало без проблем. И гроверы даже иногда ставили на опытных образцах. И тут 14 шайб. Естественно его испугало. Мы не расчетчики, но сделай и все.

[uraltay]

Сообщение от johnnkoch Он говорит: ты крутишь ключ с силой F2, а ему сопротивляется 14 шайб с силой F3. Кто победит?

Пусть начальник засунет палец в тиски и зажмёт его, вращая вороток таким же пальцем другой руки. Если зажимная сила окажется меньше, чем сила на воротке, т.е. не сможет зажать, - срочно заявку в Нобелевский комитет! Это ж похлеще вечного двигателя!

[johnnkoch]

Можно не только палец.
Я пытаюсь оформить расчет. Я так понял Вы формулу у Биргера брали?(правда единиц измерения не указывает) Он пишет, что это момент трения в резьбе. Получается мой крутящий момент болтового соединения это момент трения в резьбе?

----- добавлено через ~1 ч. -----
Еще Вы пишите : Если гайка (головка болта) при затяжке трётся о шайбу, то осевое усилие будет примерно вдвое меньше.
Допустим, трётся и без смазки, тогда Р=48088/2=24044Н. F3=24044/0,8=30055Н. Но в книге я это не увидел. Мне бы сослаться на документ.
Начальник вообще придумал такую формулу: Момент трения=0,3 момента крутящего

[uraltay]

Сообщение от johnnkoch Я так понял Вы формулу у Биргера брали?

Впервые встречаю эту фамилию. Это известная простая формула, можно найти в любом справочнике машиностроителя. Для точных вычислений ещё учитывают угол профиля резьбы. Для метрических основных резьб от М8 до М42 приблизительная формула: Р=М/0,1Д, где Д - диаметр резьбы. Р=5100/(0,1*1)=51000Н. Вам для подбора пружины вполне достаточная точность.

----- добавлено через ~11 мин. -----

Сообщение от johnnkoch осевое усилие будет примерно вдвое меньше.

Если под потолком разместить гайку и снизу (вертикально) вкручивать болт с подвешенным к нему грузом, то момент для вкручивания болта будет один. А когда вкручиваем болт в гайку, чтоб головка болта упиралась в шайбу, то появляется второе, кроме резьбы, трение головки. Момент вынужден преодолевать два примерно одинаковых трения, т.е. на резьбу остаётся усилие от половины момента. В первом случае второго трения нет.

[johnnkoch]

Я вычитал в Биргере(резьбовые и фланцевые соединения), что есть понятие момента ключа(динамометр.) который равен Мкл=Мр+Мт где Мр-момент сопр. в резьбе, а Мт момент сил трения на торце гайки. Отсюда Мкл примерно равен 0,2Fd
Итого осевая сила получится F=51/0,2*0,01=25500Н Что приближает меня к Вашему первому расчету аргументированно.

----- добавлено через ~6 мин. -----
P.S. мне очень хочется уменьшить количество шайб, но при этом это должно быть обосновано. Я бы еще дабавил сопротивление от трение шайбы о медную шину при расплющивании, но это наверно дикость)))

[uraltay]

Если уж так нужна ссылка, то нашёл ф-лу, по которой считал в #27. Справочник Анурьева, т.2, Винтовые передачи, Расчёт грузовых винтов.

Сообщение от johnnkoch Я бы еще дабавил сопротивление от трение шайбы о медную шину при расплющивании, но это наверно дикость)))

Трение скольжения будет со стороны внутреннего диаметра шайбы, который лучше поставить к стали, а не к меди. Внешний диаметр проворачиваться не будет!
Расплющиваться шайба не должна! Я уже говорил, что будет две поверхности трения - резьбовая и шайбы. Значит противодействовать моменту 51 будет два момента на этих поверхностях. Обоснованное количество шайб я указал в #27. Если взять шайбу на бОльшее усилие, о чём я говорил в п.31, то их количество будет меньше.
Как конструктор-механик с серьёзным стажем советую оставить затею с шайбой.

[johnnkoch]

Для соединения двух шин мы сверлим по 4 отверстия на определенном расстоянии и шайбы большого диаметра просто не встанут рядом. Получается для болтов М8 у меня гирлянда из 23 шайб. Это просто не технологично.
И я не понимаю почему в ГОСТе 10432-82 на контактные соединения есть этот способ крепления если он не применим. Там же есть этот большой момент. Компания ABB тоже использует такие шайбы, только по DIN и не гирлянды. Может надо по какому-то другому принципу подбирать?
Вариант оставить затею начальник не дает.
Как Вы думаете можно под пружины не ставить плоскую шайбу и можно часть поставить под головку болта, а часть под гайку.
Спасибо большое!

[uraltay]

Сообщение от johnnkoch я не понимаю почему в ГОСТе 10432-82

Посмотрел ГОСТ 10434 (а не 10432), в его дебри не влезал, т.к. в электрических делах не специалист.
Во-первых, там между медным контактом и тарельчатой пружинной стоит стальная шайба, т.е. не будет резать медь острой кромкой. Во-вторых, мне тоже непонятны такие разногласия между моментом затяжки и разрешённым усилием на сжатие тарельчатой пружины. В-третьих, максимальная температура соединения может значительно превышать разрешённую для пружины(?)...

Сообщение от johnnkoch Как Вы думаете можно под пружины не ставить плоскую шайбу и можно часть поставить под головку болта, а часть под гайку

Как человек, мало разбирающийся в электричестве, но понимающий последствия разработанного неправильного технического решения, строго действовал бы по рекомендациям ГОСТа. В данном случае, если так уж хочется пружинящий элемент, предпочтительным просматривается вариант с пружинной шайбой: её хоть можно давить сколько угодно.

[Liukk]

johnnkoch Читал я ваши посты и до последнего не понимал, а зачем вам пружины? (с показа полной картины и нужно было начинать свой вопрос)
Если нужно создать большое усилие, а обычные гостовские пружины по каким-то причинам не подходят, то почему не использовать нестандартную пружину, например прорезную. У неё можно сделать очень большое усилие, а рабочий ход, как я понял, у вас незначительный. картинка приведена только в целях иллюстрации.

[Serge Krasnikov]

Во первых, усилие 4кн, или 400кг создаёт пневматика, которые проходят через пружину... а надо ли чтобы усилие пневматики проходили через пружину, мого быть они через стенки пройдуд,... напрашивается, а нужна ли пружина в 400кг???.
Советую автору конкретно разобраться самому(мы за него этого сделать не сможем) в функции этой пружины.
Во всяком случае если пружина будет в 400кг или больше то пневмо цилиндр ее просто может быть просто не сможет сжать.

[Liukk]

Сообщение от Serge Krasnikov Во первых, усилие 4кн, или 400кг создаёт пневматика, которые проходят через пружину... а надо ли чтобы усилие пневматики проходили через пружину, мого быть они через стенки пройдуд,... напрашивается, а нужна ли пружина в 400кг???. Советую автору конкретно разобраться самому(мы за него этого сделать не сможем) в функции этой пружины. Во всяком случае если пружина будет в 400кг или больше то пневмо цилиндр ее просто может быть просто не сможет сжать.

Какому автору?, ибо ТС решил свой вопрос ещё 2 года тому назад.