Правила выполнения чертежей пружин

Пружина считается довольно распространенным изделием, которое применяется в самых различных механизмах. Для их создания проводится разработка проекта, частью которого являются схемы. Схематическое отображение характеризуется довольно большим количеством особенностей, только при учете которых можно проводить разработку проекта. Рассмотрим все особенности его изображения на чертеже подробнее.

Виды пружин и их обозначение на чертежах

Выделяют довольно большое количество различных видов детали, ни по-разному отображаются на документе. Распространение получили следующие:

1. Винтовые наиболее известный тип, который применяется на сегодняшний день при создании самых различных устройств. Примером можно назвать автомобильную подвеску. Подобный вариант исполнения выполняется в цилиндрическом и коническом виде. Такой чертеж пружины весьма распространен, может отображаться в упрощенном и другом варианте.
2. Торсионные варианты исполнения напоминают предыдущий, однако при этом могут работать одновременно на кручение и изгиб. Этот тип детали применяется при создании подвески тяжелых автомобилей, измерительных и многих других приборов. На документе этот вариант изображается несколько иначе, все зависит от конкретной разновидности.
3. Спиральные применяются при создании самых различных механизмов, к примеру, наручных часов. Ключевая особенность заключается в том, что проволока определенного диаметра накручивается по спирали. Распространение изделие можно связать с возможностью накопления и сохранения потенциальной энергии.
4. Тарельчатые лишь от части напоминают классический вариант исполнения, но применяются довольно часто. Они представлены несколькими дисками, которые расположены между собой. Главное преимущество этого предложения заключается в несущественной деформации конструкции при воздействии большого усилия. Чаще всего тарельчатые применяются при создании предохранительных клапанов и
5. Могут применяться и волновые конструкции, которые характеризуются своими определенными ключевыми особенностями. Примером можно назвать то, что витки имеют сильное искривление, за счет чего существенно снижается габариты устройства.

Классификация также проводится по предназначению изделия. Выделяют следующие основные группы:

1. Растяжения. В этом случае соседние кольца находятся без зазора относительно друг друга.
2. Сжатия. При изготовлении оставляется определенный зазор, который позволяет сближать оба последних кольца относительно друг друга.
3. Кручения и изгиба.

Многие варианты исполнения отображаются на документе с учетом установленных стандартов. При этом не стоит забывать о том, что различные детали характеризуются своими определенными эксплуатационными характеристиками.

Отображение технических параметров пружины на чертеже

Провести обозначение на чертеже можно при применении самых различных способов. Важным моментом назовем то, что применяемые стандарты указываются в ГОСТ 2.401-68. Применяемая схема и установленные стандарты определяют следующие моменты:

1. Все типы изделий должны отображаться исключительно в освобожденном состоянии. Оно характеризуется тем, что на проволоку не оказывается давления со стороны внешней среды.
2. Стоит учитывать, что для всех изделий проводится создание дополнительной записки, в которой указываются все основные технологические особенности.

Выделяют довольно большое количество различных параметров, которые имеют важное значение. Примером можно назвать количество витков, коэффициент жесткости и многое другое.

Чертеж пружины сжатия

Довольно большое распространение получили именно варианты исполнения, рассчитанные на сжатие. Они применяются при создании самых различных механизмов, и при этом характеризуются своими определенными особенностями. Рассматривая чертеж пружины сжатия отметим следующие моменты:

1. В случае, когда деталь имеет более 4 витков, проводится вычерчивание только 1-2 витка с обеих сторон.
2. Из-за большой длины все кольца не изображаются. Однако, последние отображаются прерывистой линией и создается осевая.
3. Если при изготовлении изделия применяется проволока, которая имеет толщину не более 2 мм, то она отображается линиями толщиной от 0,6-1,5 мм.

Не стоит забывать о том, что на документе должны отображаться и все размеры. Наиболее важными можно назвать:

1. Диаметр применяемой проволоки. Он может варьировать в достаточно большом диапазоне.
2. Шаг расположения колец. Еще один определяющий параметр, который должен учитываться.
3. Средний диаметр, а также внутренний и наружный. Они определяют основные габариты.
4. Длина изделия в свободном состоянии. Свободным состоянием считается то, когда на деталь не оказывается нагрузка.

В целом можно сказать, что поставленная задача по отображению детали довольно сложна в исполнении.

Чертеж пружины растяжения

Деталь, которая предназначена для растяжения, характеризуется своими определенными особенностями. Она также встречается довольно часто, однако особые свойства также отражаются на схематическом отображении. Рассматриваемые пружины растяжения изображаются следующим образом:

1. В свободном состоянии все витки находятся рядом, зазора нет. Этот момент во многом определяет сложности при отображении изделия.
2. Шаг в рассматриваемом случае равен ширине проволоки.
3. Все витки, кроме крайних, которые предназначены для зацепления, при эксплуатации находятся в работе.
4. На документе изображаются в развернутом виде кольца зацепа. Они являются важной частью механизма растяжения, предназначены для фиксации.

Как и в предыдущем случае, в рассматриваемом проводится отображение основных размеров кроме шага. Примером можно назвать наружный и внутренний диаметр, а также длину в свободном состоянии.

Чертеж пружины кручения

Как ранее было отмечено, вариант исполнения, рассчитанные на кручение, отобразить их довольно сложно. Ключевыми моментами можно назвать следующее:

1. Часто изображается два вида.
2. Если деталь имеет большое количество витков, то определенная часть не отображается.
3. Основными размерами можно назвать диаметр применяемой проволок при изготовлении, диаметр созданных колец и центрального изгиба.

Рассматриваемый вариант исполнения кручения весьма распространена. Она применяется при изготовлении различных механизмов.

Чертеж изделия из проволоки

Все разновидности механизма изготавливаются при применении проволоки. Именно поэтому при отображении указывается следующая информация:

1. Диаметр.
2. Протяженность.
3. Тип применяемого материала при изготовлении.

Некоторые детали нельзя отобразить в упрощенной форме. Именно поэтому при создании документа возникает довольно много трудностей.

Как начертить пружину?

Единого и универсального алгоритма по отображению рассматриваемого изделия практически нет. Именно поэтому начертить пружину можно при применении самых различных способов. Кроме этого, есть единая конструкторская документации ЕСКД чертежа. Алгоритм действий следующий:

1. Изображается ось. Установленные нормы определяют то, что ось отображается штрихпунктирной линией.
2. Определяются основные параметры. Примером можно назвать шаг между отдельными витками, а также диаметр применяемой проволоки.
3. Проводится отображение кругов с определенным шагом. Для этого проводится нанесение осей, расстояние которых определяется шагом, а также диаметром витков. Изначально проводится изображение кругов тонкой линией.
4. Круги соединяются между собой линиями. За счет этого проводится формирование основной части. В месте скрещивания витков линии наносятся штрихами.
5. Следующий шаг заключается в обрыве центральной части в случае большой длины детали в свободном состоянии.
6. Далее проводится нанесение основных размеров. Как ранее было отмечено, это длина в свободном состоянии, средний, минимальный и максимальный диаметр витков, диаметр применяемой проволоки при изготовлении, шаг и некоторые другие параметры. Стоит учитывать, что если для отображения всех размеров недостаточно свободного места, то они заносятся в специальную таблицу.

Изображение пружин на чертежах предусматривает создание довольно большого количества вспомогательных линий, которые требуются для точного позиционирования основных элементов. Подобным образом также отображается подвеска кабеля некоторые другие механизмы.

В заключение отметим, что сегодня изобразить эскиз можно вручную или при применении специальных программ. Чаще всего в последнее время используют именно специальное программное обеспечение. Это связано с тем, что электронный вид изделия проще всего передать и исправить. Кроме этого, при использовании программы можно повысить точность готового результата и ускорить сам процесс.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Чертежи пружин выполняют по [8.1 ]. Винтовые пружины сжатия и растяжения изображают с правым направлением навивки. Левое направление навивки указывают в технических требованиях.

Пружины кручения изображают с требуемым направлением навивки. Поджатые концы витков пружин сжатия изображают, как показано на рис. 8.18.

Для параметров пружин установлены следующие условные обозначения:

Н — высота (длина) пружины в свободном состоянии;

ГГ о — высота пружины между зацепами;

Л — высота тарельчатой пружины в свободном состоянии;

Я,, Н_ъ Н₃ — высота пружины под нагрузкой;

F, F₂, F₃ — осевая деформация (прогиб) пружины;

/₃ — максимальная деформация тарельчатой пружины;

3 /_А окружности (б); а — поджатые на Э /_А витка и зашлифованные на 3 /₄ окружности

D_c — диаметр контрольного стержня;

L — длина развернутой пружины;

L — длина пластинчатой пружины в свободном состоянии;

X — зазор между концом опорного витка и соседним рабочим витком;

х_х, т₂, т₃ — напряжение касательное при кручении; с,, а₂, а₃ —напряжение нормальное при изгибе;

Р_н — сила межвиткового давления; s — толщина (высота) сечения; s_K — толщина конца опорного витка;

ct_lt а* а₃ — угол между зацепами пружины кручения под нагрузкой; / — число жил в тросе;

л — число рабочих витков или тарельчатых пружин в пакете; л, — число витков полное или число витков спиральной пружины в свободном состоянии;

Vi* V2* V3 — число оборотов барабана спиральной пружины; t — шаг пружины;

В — ширина сечения;

Ь — ширина опорной плоскости тарельчатой пружины. Примечание. Индекс 1 применяют для указания величин, соответствующих предварительной деформации, индекс 2 — рабочей деформации, индекс 3 — максимальной деформации пружины.

Примеры чертежей пружин приведены на рис. 8.19. 8.33.

Рис. 8.20. Пружина сжатия с поджатыми на один виток концами и шлифованными на 3 /₄ окружности опорными поверхностями

Рис. 8.19. Пружина сжатия с поджатыми на 3 /₄ витка концами и шлифованными на 3 /₄ окружности опорными поверхностями

На рабочем чертеже пружины с контролируемыми силовыми параметрами помещают диаграмму испытаний, на которой показывают зависимость нагрузки от деформации или деформации от нагрузки. Если заданным параметром является высота или деформация (линейная или угловая), то указывают предельные отклонения нагрузки — силы или момента (см. рис. 8.19, 8.21 . 8.33). Если заданным параметром является нагрузка, то указывают предельные отклонения высоты или деформации (см. рис. 8.20).

Для пружины растяжения с меж- витковым давлением на диаграмму наносят значения силы Р_н (см. рис. 8.26).

Если для характеристики пружины достаточно задать только один исходный и зависимый от него параметр (например, Р₂ и F₂, 3 /₄ витка концами и шлифованными на 3 /_л окружности опорными поверхностями

Для спиральной плоской пружины с контролируемыми силовыми параметрами кроме диаграммы на чертеже помещают схему закрепления пружины с указанием размеров вала и барабана (см. рис. 8.30).

Рис. 8.22. Пружина сжатия трехжильная с поджатыми на 3 /₄ витка концами

Направление навивки пружины против часовой стрелки. Направление свивки троса по часовой стрелке.

• Размеры и параметры для справок.

Рис. 8.23. Пружина сжатия коническая из проволоки круглого сечения с поджатыми на 3 /_А витка концами и шлифованными на 3 /₄ окружности опорными поверхностями

Рис. 8.24. Пружина сжатия коническая (телескопическая) из заготовки прямоугольного сечения с шлифованными на 3 /₄ окружности опорными поверхностями

Рис. 8.25. Пружина растяжения из проволоки круглого сечения с зацепами, расположенными в одной плоскости

Рис. 8.26. Пружина растяжения с межвитковым давлением из проволоки круглого сечения с зацепами, расположенными под углом 90°

Для пакета тарельчатых пружин с контролируемыми силовыми параметрами на чертеже приводят кроме диаграммы схему расположения пружин в пакете (см. рис. 8.31, 8.32).

Рис. 8.27. Пружина кручения из проволоки круглого сечения с прямыми концами, расположенными под углом 90°

Если в механизме используют одну тарельчатую пружину с контролируемыми силовыми параметрами, то диаграмму можно приводить и для одной пружины.

Для пластинчатой пружины с контролируемыми силовыми параметрами кроме диаграммы на чертеже приводят схему закрепления пружины и указывают размеры от точки приложения нагрузки до места закрепления (см. рис. 8.33).

Рис. 8.28. Пружина кручения с прямыми концами, расположенными вдоль оси пружины

Если у пружины контролируют две нагрузки, то предельные отклонения высоты (длины) не устанавливают (см. рис. 8.19, 8.21 . 8.24). Если контролируют только одну нагрузку или на чертеже не приводят диаграмму, то указывают предельные отклонения высоты (длины) пружины в свободном состоянии.

Рис. 8.29. Пружина спиральная ограничения размеров толь-

из заготовки прямоугольного ко по внутреннему или наружно- сечения с отогнутыми зацепами му диаметру винтовой пружины

Рис. 8.30. Пружина спиральная плоская из заготовки прямоугольного сечения с креплением к валу и барабану

Рис. 8.31. Пружина тарельчатая с наклонными кромками

Рис. 8.32. Пружина тарельчатая с прямыми кромками на чертеже указывают одно из требований по стержню или гильзе (D_c или D_r). Можно указать на чертеже предельные отклонения диаметра пружины, тогда требование о контроле по стержню и гильзе на чертеже не помещают (см. рис. 8.20, 8.23. 8.26).

На чертеже указывают: справочные значения силы Р₃, момента М₃, деформации пружины осевой F₃ и угловой ср₃, угла между зацепами пружины а₃, числа оборотов барабана спиральной пружины у₃, высоты пружины под нагрузкой Н₃, модуля сдвига G, модуля упругости Е, максимального напряжения при кручении т₃ и при изгибе а₃.

Рис. 8.33. Пружина изгиба пластинчатая

На чертеже пружины стандартизованной конструкции значения величин G, Е, т₃, а₃ можно не указывать, при этом в технических требованиях чертежа приводят ссылку на стандартизованную пружину.

Значение твердости указывают при необходимости только на чертеже пружины, подвергающейся после навивки термической обработке.

Сортамент материала пружины, полностью определяющий размеры и предельное отклонение поперечного сечения, указывают в графе Материал основной надписи чертежа.

Когда необходимо учитывать изменения формы и размеров сечения, на чертеже показывают форму и размеры сечения витка готовой пружины (см. рис. 8.21, 8.22).

Таблица 8.1. Классификация и стандарты на основные параметры витков цилиндрических винтовых пружин растяжения и сжатия из стали круглого сечения

Класс и разряд пружин

Сила пружины при максимальной деформации, Н

Функции, выполняемые пружинами, весьма разнообразны. Их применяют: в тормозах, фрикционных передачах; для аккумулирования энергии с последующим использованием пружины как двигателя (например, часовые); для амортизации ударов и вибраций (рессоры, буферы); для возвратных перемещений клапанов, кулачковых механизмов и др.

Во всех этих случаях используют основное свойство пружины — по окончании действия на нее внешней силы возвращаться под действием внутренних сил упругости к своей первоначальной форме.

По виду нагружения пружины подразделяют на пружины сжатия, растяжения, кручения и изгиба; по форме (рис. 8.112, а—г) — на винтовые цилиндрические (а, б) и конические (в, г), сжатия с различной формой сечения витка; цилиндрические растяжения (д); кручения (е); спиральные (ж); листовые (з); тарельчатые (и) и др., см. ГОСТ 2.401—68* (СТ СЭВ 285—76.и 1185—78).

Витки винтовой цилиндрической или конической пружины изображают прямыми линиями, касательными к соответствующим участкам контура (рис. 8.112, а, в, д, е). Допускается в разрезе изображать только сечения витков. Если диаметр проволоки или толщина сечения материала на черте-же 2 мм и менее, то пружину изображают линиями толщиной 0,5. 1,4 мм (рис. 8.113).

Пружины изображают с правой навивкой, с указанием направления на-вивки в ТТ.

При вычерчивании винтовых пружин с числом витков более четырех показывают с каждого конца пружины один-два витка, кроме опорных (рис. 8.112), проводя осевые линии через центры сечений витков по всей длине пружины. Пружины изображают с осью, параллельной основной надписи чертежа.

Как правило, на рабочем чертеже помещают диаграмму испытаний, показывающую зависимость деформации (растяжения, сжатия) от силы F1 — при предварительной деформации в Н (кгс), F2, обеспечивающей предусмотренные рабочие деформации, и F3, вызывающей максимальную деформацию (рис. 8.114). Деформации указывают или изменение высоты пружины (рис. 8.115, где l — высота пружины при предварительной деформации, l2 — то же, при рабочей и l/3 — при максимальной деформации; l0 — высота пружины в свободном состоянии), или удлинение под соответствующей нагрузкой (рис. 8.116), величины l2 и l3; l0 — длина пружины без зацепов в свободном состоянии;

В технических требованиях, располагаемых под изображением пружины, указывают:

1. номер стандарта на пружину (если таковой имеется);
2. направление навивки;
3. n — число рабочих витков (у пружин растяжения все витки рабочие, кроме зацепов);
4. полное число витков Л|, обычно равное n+1,5. 2 (см рис. 8.115);
5. твердость HRCЭ (при необходимости, на учебных чертежах не указывают); 6) длину L развернутой пружины, вычисляемой по формуле: L=3,2D0n1 (без учета зацепов), где D — средний диаметр пружины;
6. размеры для справок;
7. другие технические требования (на учебных чертежах их не помещают).

В ответственных случаях указывают диаметры контрольной гильзы (Dг) и стержня (Dс) для контроля кривизны оси пружины.

Для образования опорных витков поджимают или целый виток (рис. 8.117,а,6), или 3/4 (рис. 8.117, в), причем, как правило, в случаях б, в их шлифуют на 3/4 дуги окружности для предупреждения перекоса оси пружины (см. рис. 8.115). Радиус гиба зацепов принимают равным D—2d.

В зависимости от условий эксплуатации пружины (требуемая сила пружины, перепад температур и др.) изготавливают из проволоки класса I (высокой прочности) или классов II и IIА (менее прочной), выпускаемой по ГОСТ 9389—75* (—60. + 120°С), из более дешевой проволоки, из стали марки 65Г, из стали марки 50ХФА, применяемой для изготовления пружин I класса в условиях перепада температур от —180 до +250 °С и требуемой силы Р3=140. 6000 Н (14. 600 кгс), из пружинной бронзовой проволоки, например БрОЦ4-3, и других материалов.

Пример записи в графе 3 (материал) основной надписи: Проволока 4—1 ГОСТ 9389—75, где 4 — диаметр проволоки первого класса из стали марки 45 по ГОСТ 1050—88.

Правила оформления чертежей пружин конических, спиральных, листовых и других см. в ГОСТ 2.401—68* (СТ СЭВ 285—76 и 1185—76).