Kas ir plakanā atspere? Visaptverošs ceļvedis par veidiem, materiāliem un pielietojumu

Lesjöfors vairāk nekā 40 gadus izstrādā plakanās atsperes, kas nodrošina prognozējamu spēku kompaktā konstrukcijā. Mūsu kompetence aptver plašu risinājumu klāstu, sākot no nemainīga spēka atsperēm medicīnas ierīcēs līdz lokšņu atsperēm komerctransportā. Šajā rakstā skaidrojam, kas ir plakanā atspere, kā darbojas tās mehānisms un kur katrs veids ir vispiemērotākais.

Plakano atsperu veidi 

Plakanās atsperes iedala divās kategorijās: lentes atsperes, kas satītas ruļļa veidā, piemēram, nemainīga spēka atsperes un piedziņas atsperes, un lentes atsperes, kas darbojas kā sija, piemēram, dažādi lokšņu atsperu veidi.

Nemainīga spēka atsperes 

Nemainīga spēka atsperes ir iepriekš nospriegotas lentes, kas cieši satītas pašas uz sevis. Spēks saglabājas gandrīz nemainīgs visā izstiepšanas diapazonā, un tieši tādēļ šis plakanās atsperes veids ieguvis savu nosaukumu. Pateicoties vienmērīgai darbībai un uzticamībai, tās plaši izmanto līdzsvarošanas un ievilkšanas mehānismos, piemēram, slimnīcu gultās, logu līdzsvarošanas mehānismos un kabeļu uztinējos.

Piedziņas atsperes 

Piedziņas atspere ir plakana lente, kas uztīta ap vārpstu un ievietota korpusā. Kamēr nemainīga spēka atspere nodrošina lineāru vilkmi, šis plakanās atsperes veids uztinot uzkrāj griezes momentu un vienmērīgi to atbrīvo vairāku apgriezienu laikā. Piedziņas atsperes ir pieejamas parastā, iepriekš nospriegotā un šķērsizliektā izpildījumā, un tās bieži izmanto drošības jostu uztinējos, vadu uztinējos un taimeros.

Spirālveida vērpes atsperes 

Spirālveida vērpes atsperes, ko dēvē arī par pulksteņa atsperēm, ir lentes, kas satītas plakanā spirālē un nodrošina griezes momentu ierobežotā rotācijas leņķī, pēc tam atgriežoties sākuma stāvoklī. Šī kontrolētā un atkārtojamā kustība padara tās piemērotas uzvilkšanas, līdzsvarošanas un atgriešanas mehānismiem aerokosmiskajā, medicīnas un elektronikas nozarē.

Lokšņu atsperes 

Lokšņu atsperes ir izliektas atsperu tērauda loksnes, kas nes slodzi un absorbē triecienus starp diviem stiprinājuma punktiem. Tās bieži izmanto automobiļu balstiekārtās.

Vienas loksnes atspere 

Viena pakāpeniski sašaurināta loksne. Tā ir vieglāka, tai nav berzes starp loksnēm un nepieciešama mazāka apkope, tādēļ tā ir piemērota vieglākiem transportlīdzekļiem, kuros svara samazināšana ir svarīgāka par maksimālo nestspēju.

Daudzlokšņu atspere 

Vairākas dažāda garuma loksnes ir sakrautas kopā, un berze starp tām palielina slāpēšanu un nestspēju. Tā ir standarta izvēle furgoniem, pikapiem un piekabēm ar mainīgu slodzi.

Paraboliskā atspere 

Loksnes sašaurinās atbilstoši paraboliskam profilam, tādēļ spriegums vienmērīgi sadalās visā garumā. Salīdzinājumā ar parastu daudzlokšņu atsperi ir vajadzīgs mazāk lokšņu un ir mazāka berze starp tām, tādējādi pie vienādas nestspējas samazinot svaru un uzlabojot gaitas komfortu.

Kā darbojas plakanā atspere? Mehānisma skaidrojums 

Plakanā atspere darbojas kā sija. Slodze, kas iedarbojas visā tās garumā, saliec lenti un elastīgās deformācijas veidā uzkrāj enerģiju. Atsperei atgriežoties sākotnējās formas virzienā, šī enerģija tiek atdota kā spēks. Saistību starp deformāciju un atsperes radīto spēku raksturo slodzes-deformācijas līkne, kas ir viena no svarīgākajām jebkuras plakanās atsperes specifikācijām.

Šo līkni nosaka četri faktori: materiāla elastības modulis, lentes platums, brīvais garums un biezums. Vislielākā ietekme ir biezumam, jo atsperes stingrums ir proporcionāls biezuma trešajai pakāpei. Tāpēc pat neliela biezuma izmaiņa būtiski maina atsperes stingrību. Stingras lentes materiāla biezuma pielaides ir tikpat svarīgas kā pati konstrukcija.

Tas, cik vienmērīgi atspere saglabā spēka-deformācijas raksturlielumus visā kalpošanas laikā, ir atkarīgs no konstrukcijas, materiāla, ražošanas kvalitātes, kā arī no ekspluatācijas slodzēm un apstākļiem. Kontrolēta lieces ģeometrija un precīza termiskā apstrāde nosaka galīgo brīvo formu un mazina formēšanas radītos spriegumus, savukārt virsmas apstrāde palielina noguruma izturību un aizsargā pret koroziju.

Plakano atsperu pielietojums

Plakanās atsperes izmanto visur, kur ierobežotā telpā nepieciešams uzticams spēks. Tās plaši izmanto aerokosmiskajā, aizsardzības un elektronikas nozarē, bet divas no lielākajām pielietojuma jomām ir automobiļu pēcpārdošanas tirgus un medicīna.

Automobiļu pēcpārdošanas tirgus 

Lokšņu atsperes nes slodzi un absorbē triecienus automobiļu pēcpārdošanas tirgum paredzētās balstiekārtās, tostarp pilnpiedziņas transportlīdzekļos (4WD), vieglajos komerctransportlīdzekļos (LCV) un furgonos. Citviet transportlīdzeklī piedziņas atsperes darbina drošības jostu uztinējus un logu pacēlājus, savukārt spirālveida vērpes atsperes atgriež pedāļus sākuma stāvoklī.

Medicīna 

Plakanās atsperes nodrošina kontrolētu spēku ļoti mazā mērogā medicīnas ierīcēs, tostarp autoinjektoros un glikozes līmeņa uzraudzības sistēmās. Nerūsējošā tērauda markas saglabā veiktspēju atkārtotu sterilizācijas ciklu laikā, ļaujot atsperei nodrošināt vienādu spēku no pirmās līdz pēdējai aktivizēšanas reizei.

Plakano atsperu izplatītākie materiāli 

Plakanās atsperes izgatavo no oglekļa tērauda, nerūsējošā tērauda un niķeļa vai vara sakausējumiem. Katru materiālu izvēlas atbilstoši konkrētā pielietojuma prasībām. Lai uzlabotu izturību pret koroziju un palielinātu noguruma izturību, var izmantot arī virsmas apstrādi.

Kas jāņem vērā, izvēloties plakanās atsperes 

Izvēloties plakano atsperi no standarta klāsta vai projektējot pielāgotu risinājumu, specifikāciju nosaka vairāki faktori:

• Nepieciešamais spēks un gājiens, kā arī tas, vai spēkam jāsaglabājas nemainīgam vai jāpalielinās līdz ar deformāciju.
• Pieejamā telpa, tostarp vieta deformācijai un montāžas ģeometrija.
• Paredzētais ciklu skaits, kas nosaka materiāla izvēli un pieļaujamo sprieguma līmeni.
• Ekspluatācijas vide, tostarp temperatūra, korozijas risks un saskare ar ķīmiskām vielām vai tīrīšanas līdzekļiem.
• Stiprināšanas un montāžas metode, tostarp caurumu un malu pielaides.
• Ražošanas apjoms un nepieciešamais tehnoloģiskais aprīkojums.

Šos parametrus pareizi noteikt projektēšanas posmā ir lētāk nekā labot validācijas laikā. Tādēļ atsperu ražotāju ir vērts iesaistīt, pirms tiek galīgi noteikta ģeometrija.

Kāpēc izvēlēties Lesjöfors kā plakano atsperu ražotāju?

Ar vairāk nekā 100 gadu pieredzi plakano atsperu jomā mēs projektējam un ražojam saskaņā ar sertificētām vadības sistēmām, tostarp ISO 9001, ISO 14001 un ISO 45001. Papildus plašam standarta izstrādājumu klāstam mēs specializējamies pēc pasūtījuma izgatavotu plakano atsperu ražošanā, pielāgojot tās Jūsu konkrētajām prasībām attiecībā uz spēku, gājienu, pieejamo telpu un montāžu. Mūsu inženieri sniedz atbalstu no koncepcijas izstrādes, prototipēšanas un testēšanas līdz pat ražošanai. Ražošanas procesu pielāgojam pasūtījuma apjomam, sākot no manuālas formēšanas līdz pilnībā automatizētām līnijām, nepieļaujot kompromisus piegādes termiņu vai kvalitātes vienmērības ziņā.

Apskatiet mūsu plakano atsperu klāstu vai sazinieties ar mūsu inženieriem, lai apspriestu pielāgotu risinājumu.