No kā sastāv atspere?

Atsperes var tikt tītas karstā vai aukstā veidā no dažādiem materiāliem un ar atšķirīgu stieples diametru. Konstrukcija, materiāls un ražošanas process tiek īpaši pielāgots konkrētajam atsperes inženiertehniskajam uzdevumam.

Lesjöfors mūsu pasaule griežas ap kompresijas atsperēm, vērpes atsperēm un izstiepšanas atsperēm, un mēs esam nozares vadošie eksperti to ražošanā.

Mūsu ražošanas iespējas aptver stieples diametru no 0,03 mm līdz 80 mm. Mēs izmantojam gan karstās, gan aukstās tīšanas tehnoloģijas, lai nodrošinātu augstas kvalitātes atsperes plašam nozaru klāstam.

Bet kā noteikt, kura atspere ir vispiemērotākā Jūsu vajadzībām?

Kompresijas atsperes

Kompresijas atsperes ir visizplatītākais atsperu veids. To unikālā spirālveida konstrukcija ļauj tām pretoties spiedes spēkiem, nodrošinot izturību un elastību, lai noturētu komponentus atstatus.

Tās var izgatavot cilindriskā, koniskā, sašaurinātā, izliektā vai ieliektā formā ar nemainīgu vai mainīgu vijumu soli, kā arī ar slīpētiem vai neslīpētiem galiem.

Pastāv vairāki atsperu veidi, kuros spēks palielinās, samazinoties aksiālajam garumam, taču kompresijas atsperes, ko dēvē arī par spirālatsperēm, ir visizplatītākais atsperu veids.

Visām šīm atsperēm kopīgs ir tas, ka stieple tiek veidota spirālveida formā, kur vijumu rādiuss un solis var mainīties atkarībā no vietas atsperē. Slodze atsperē tiek ievadīta caur gala vijumiem, kas parasti ir slēgti. Tas nozīmē, ka vijumu leņķis abos galos tiek maksimāli samazināts. Vairumā gadījumu atsperes gali tiek slīpēti, kas palīdz centrēt slodzi un nodrošina simetrisku vijumu deformāciju.

Visizplatītākās ir lineāras cilindriskas kompresijas atsperes ar nemainīgu vijumu diametru. Arī vijumu solis parasti ir nemainīgs, izņemot slēgtos gala vijumus. Cilindriska progresīva kompresijas atspere tiek veidota ar atšķirīgu vijumu soli dažādās atsperes daļās.

Koniskās kompresijas atsperes bieži projektē tā, lai tās varētu saspiest līdz augstumam, kas aptuveni atbilst stieples diametram. Slodzes un deformācijas raksturlīkne parasti ir progresīva, taču, mainot vijumu soli, iespējams iegūt gandrīz lineāru slodzes un deformācijas attiecību.

Vijumu diametru var veidot arī tā, lai iegūtu mucveida vai smilšu pulksteņa formu, kas noteiktos pielietojumos var nodrošināt vēlamas īpašības.

Atsperu komplekti ir viens no veidiem, kā samazināt atsperes funkcijai nepieciešamo telpu. Divas vai trīs kompresijas atsperes tiek projektētas tā, lai tās varētu ievietot vienu otrā, tādējādi izmantojot arī telpu atsperes iekšējā diametrā. Šādos komplektos atsperu tinuma virziens tiek mainīts starp labo un kreiso.

Visbiežāk izmanto apaļu stieples šķērsgriezumu, taču iespējams izmantot arī kvadrātveida, taisnstūrveida, eliptisku vai citas formas šķērsgriezumu.

Kompresijas atsperes aksiālā deformācija rada vērpes spriegumus stieples šķērsgriezumā.

Visu veidu spirālveida kompresijas atsperes teorētiski var analizēt, izmantojot pusanalītisku metodi, ja slodze ir aksiāla. Detalizētai citu deformācijas veidu analīzei nepieciešama nelineāra galīgo elementu analīze.

Izstiepšanas atsperes

Izstiepšanas atsperes ir spirālatsperes, kas paredzētas divu elementu noturēšanai kopā un kurās spēks palielinās, palielinoties atsperes garumam. No spriegumu analīzes viedokļa tās ir ļoti līdzīgas kompresijas atsperēm. Tomēr pretējais slodzes virziens nosaka vairākas būtiskas konstrukcijas atšķirības.

Izstiepšanas atsperes galiem ir jāpārnes stiepes spēks. Visizplatītākais risinājums ir atsperes gala stiepli izliekt piemērotā formā. Tas var būt atvērts āķis vai slēgta cilpa. Gala elementu var veidot tā, lai spēks tiktu centrēts gar atsperes asi vai darbotos ārpus ass. Cilpas augstumu un diametru var mainīt ražošanas iespēju robežās.

Šāda integrēta gala konstrukcija izstiepšanas atsperē bieži kļūst par vājāko vietu, ja atspere tiek izmantota dinamiskā pielietojumā ar lielu slodzes ciklu skaitu.

To izraisa spriegumu koncentrācija un nelabvēlīgs atlikušo spriegumu sadalījums izliekumā, kas nepieciešams āķa izveidei. Ļoti dinamiskos pielietojumos tas jāņem vērā projektēšanas laikā. Tā vietā, lai visu atsperi projektētu ar tik zemu sprieguma līmeni, kāds nepieciešams āķa ilgmūžībai, bieži izmanto risinājumus ar atsevišķiem gala stiprinājumiem.

Vijumi parasti tiek uztīti cieši kopā un ar sākotnējo spriegojumu. Atspere sāk deformēties tikai tad, kad ārējais spēks pārsniedz sākotnējo spriegojumu. Salīdzinājumā ar atsperi bez sākotnējā spriegojuma tas ļauj samazināt uzstādīšanai nepieciešamo garumu. Sākotnējo spriegojumu nav iespējams izveidot izstiepšanas atsperēs, kas pēc tīšanas tiek rūdītas un atlaidinātas. Ir arī tādi atsperu pielietojumi, kuros piemērotāka ir izstiepšanas atspere bez sākotnējā spriegojuma un ar atstarpēm starp vijumiem.

Vērpes atsperes

Vērpes atsperes ir spirālatsperes, kas darbojas ar vērpes un rotācijas kustību. Tās ļauj elastīgam elementam uzkrāt mehānisko enerģiju pagriešanas laikā un tiek izmantotas gadījumos, kad nepieciešama komponentu leņķiska kustība. Tās parasti ir izturīgākas un ilgmūžīgākas nekā izstiepšanas atsperes.

Vērpes atsperes izmanto rotācijas kustībās, un deformācijas laikā tās rada griezes momentu. Daudzos pielietojumos šo griezes momentu izmanto kā spēku. Šādā gadījumā spēks ir vienāds ar griezes momentu, kas dalīts ar sviras plecu, tas ir perpendikulāro attālumu starp spēka darbības līniju un atsperes centru. Dažas detaļas, kuru forma atgādina vērpes atsperi, teorētiski var būt precīzāk analizējamas kā stiepļu detaļas.

Slodze atsperes korpusā tiek ievadīta caur kājām, kuru forma var būt ļoti dažāda. Galvenie kāju veidi ir tangenciāli, radiāli vai aksiāli. Tangenciālās kājas ir visvienkāršākās, jo tās vienkārši turpina pieskares virzienu vietā, kur beidzas spirālveida atsperes korpuss. Radiālās kājas var būt vērstas uz iekšu vai uz āru. Iespējams arī jebkurš virziens starp tangenciālu un radiālu novietojumu, kā arī kājas ar izliekumu, kas pārsniedz 90°. Ja nepieciešams, konstrukcijā var izmantot arī vairākus izliekumus.

Tāpat kā visām vērpes atsperēm, slodzi ideālā gadījumā atsperē ievada kā griezes momentu, nevis kā punktveida spēku. Ja kājas ir nostiprinātas, deformācija un spriegumi atsperes materiālā sadalās vienmērīgāk. Spēka pāris, kas darbojas uz kājām, nodrošina labāku atsperes darbību un ilgāku kalpošanas laiku nekā viens atsevišķs spēks.

Auksti tinētās vērpes atsperēs pēc tīšanas saglabājas atlikušie spriegumi. Tāpēc tām ir augstāka elastības robeža, ja tās darbojas papildu uztīšanas virzienā, salīdzinot ar attīšanas virzienu. Tās bieži uzstāda uz serdeņa, lai gan tas nav obligāti, ja kājas ir pareizi nostiprinātas. Jānodrošina, lai slodzes laikā papildu uztīšanas virzienā atsperes diametrs varētu samazināties un serdenis šo kustību neierobežotu. Ja serdenis traucē diametra samazināšanos, deformēties varēs tikai atsperes kājas, un radusies pārslodze var izraisīt atsperes atteici. Tas pats var notikt, ja aksiālajā virzienā nepietiek vietas atsperes garuma palielinājumam, kas rodas slodzes laikā papildu uztīšanas virzienā.

Spirālveida vērpes atsperes materiāls tiek noslogots lieces laikā. Griezes momenta un deformācijas raksturlīknes, kā arī spriegumu prognozēšanai izmanto datorprogrammās ieviestas analītiskās metodes. Šīs metodes balstās uz pieņēmumu, ka slodze tiek ievadīta kā griezes moments un lieces spriegums atsperē sadalās simetriski. Atsperēm ar nelielu vijumu skaitu un vai garām kājām kājas var veidot būtisku daļu no kopējās deformācijas, tāpēc aprēķinos jāņem vērā arī to ietekme.

Atsperu veidu klāsts ir ļoti plašs, sākot no individuāli projektētiem risinājumiem līdz standarta noliktavas produktiem, Iepazīstiet mūsu produktus un atrodiet atsperes visdažādākajām vajadzībām.