Продольно-поперечный изгиб пружин рессорного подвешивания в связи с видом нагрузки и деформацией опорных витков. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, Стукач, В. Н.

• Стукач, В. Н.
• 1969

Оглавление диссертации Стукач, В. Н.

§ I. Современное состояние исследований винтовых пружин. з

§ 2. Примеры продольно-поперечного ивгиба винтовых пружин из практики железнодорожного транспорта и других отраслей машиностроения. 8

§ 3. Постановка задачи настоящего исследования 12

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ БИНТ0--ВЫХ ПРУЖИН, ПОДВЕРГАЮЩИХСЯ ПРОДОЛЬНО-ПОПЕГЕЧНОМУ ИЗГИБУ . 15

§ 4. Анализ работ по исследованию поперечной жесткости винтовых пружин сжатия. 15

§ 5. Влияние нерабочих витков на работу пружин 24

Глава П. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПО ШОРНОЙ ПЛОСКОСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПРУЖИН i. 26

§ б. Особенности конструкции и технология изготовления пружин подвижного состава. Анализ технологических требований, пред"являемых к опорным поверхностям пружин различных отраслей машиностроения ••

§7. Экспериментальные методы определения контатных давлений.34

§ 8. Конструкция опорного приспособления для пружины сжатия и используемая измерительная аппаратура . 39

Глава Ш. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕНШНТАЛЬНОГО ИССЛЕ

ДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ДАВЛЕНИЙ ПО ТОРЦОВОЙ ПЛОСКОСТИ ПРУЖИН РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ

§ 9. Параметры пружин рессорного подвешивания, подвергавшихся испытаниям .44

§ 10. Распределение усилия сжатия пружины по опорной плоскости торцового нитка.45

§11. Исследование положения равнодействующей сил давления, воспринимаемых опорной плоскостью винтовой пружины сжатия . 56

§ 12. Определение напряжений в опорных витках железнодорожных пружин рессорного подвешивания . 59

§ 13. Экспериментальное изучение напряженного состояния опорного витка пружины сжатия . 67

Глава 1У. ПРОДОЛЬНОЛ ОПБНВЧШЙ ИЗГИБ ПРУЖИН

СЖАТИЯ. 70

§ 14. Основные зависимости продольно-поперечного ивгиба винтовых пружин сжатия . 70

§ 15. Некоторые частные случаи продольнопоперечного изгиба пружин . 77

§ 16. Расчет пружин надбуксового подвешивания ЦМВ . 90

§ 17. Сопоставление предложенного метода расчета пружин с результатами испытаний моделей пружин тележки КВЗ-ЦНИИ . 95

§ !8. Внецентренное сжатие пружины. 99

§ 19. Иагиб пружины сжатия в связи с поворотом опорных сечений . 104

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Продольно-поперечный изгиб пружин рессорного подвешивания в связи с видом нагрузки и деформацией опорных витков.»

ХХН1 с"езд КПСС поставил большие задачи перед отечественной промышленностью по созданию материально-технической базы коммунизма путем ускорения темпов технического прогресса, повышения производительности труда, ео-вераенствования продукции, повышения ее технического уровня, долговечности и надежности. В связи с этим неред учеными и конструкторами стоят крупные проблемы, в частности, и по расчету, усовершенствованию и созданию новых эффективных мавин и их конструктивных элементов.

Винтовые цилиндрические пружины относятся к наиболее распространяю упругим элементам в машиностроении, являясь ответственным звеном многих современных агрегатов, механизмов, аппаратов и приборов. Пружины широко используются в качестве, амортизаторов, аккумуляторов энергии и т.п. Неудивительно поэтому, что производство пружин ив года в год расширяется* В 1958 году по данным ГИПРОШТИЗа [asfj в СССР было произведено 1170 миллионов штук винтовых пружин общим весом в 154 тысячи тонн. Из них на долю пружин сжатия приходилось 74$ /по весу - 92,5$ /, пружин растяжения - 18$ /по весу - б,9$ / и пружин кручения -8$ /по весу - 0,6$ /.

В 1968 году производство винтовых пружин достигло уже почти двух миллиардов штук, к 1970 году потребность народного хозяйства в витых пружинах составит 4 миллиарда штук, а к 1980 году возрастет до 10 миллиардов*

Главными потребителями пружин являются автомобильная промышленность, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение, станкостроение, железнодорожный транспорт и некоторые другие отрасли машиностроения.

На долю автомобильной промышленности, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения приходится 6&% всего количества потребляемых в стране винтовых пружин /по весу - 36,4$/. Эти отрасли потребляют, главным образом, пружины, изготавливаемые методами холодной навивки.

Пружины горячей навивки, навиваемые из прутка диаметром 10 - 12 мм. и более, используются в основном тяжелым машиностроением /в различных областях металлургии, в турбостроении, ко тло с троении, в по д"емно -транспортном и кузнечно-прессовом машиностроении/ и особенно в транспортном машиностроении, где применяются мощные пружины. Если процент потребления винтовых пружин в железнодорожном транспорте от общего количества производимых пружин составляет около 1,0%, то в весовом отношении эта доля составляет почти половину - 46,7%.

Усовершенствовать различных агрегатов, механизмов, автоматизация производственных процессов, создание новых типов машин расширяют область применения винтовых цилиндрических пружин и предъявляй! повышенные требования к конструкции, материалам, технологии изготовления пружин, а также к точности расчетов их на прочность и жесткость. Поэтому в последние годы в области расчетов, конструирования, изготовления, испытаний пружин ведутся интенсивные исследования как у нас в стране, так и за рубежом, особенно в США, Японии, Англии и некоторых других странах. I. Современное состояние исследований винтовых пружин.

Библиогра(|ия по витым пружинам очень обширна. Так, в 1927 году Ассоциацией американских инженеров - механиков была издана библиография „fcilfcioysaphy, ©л WeckanlcaC SpTmj," которая охватывает почти всю литературу по пружинам, изданную до 1927 года и насчитывает более 600 наименований. В 1946 году С,Д. Пономаревым была составлена библиография по расчету, конструированию и производству пружин, вклкзчающря до 400 наименований работ, вышедших в свет в период 1927 - 1943 годов [бт]. За последующее двадцатилетие было издано еще более 500 названий работ по той же тематике .

Значительный вклад в разработку теории расчета, конструирования, изготовления, испытаний пружин внесли Советские ученые. Работы А.Н. Крылова, С.Д. Пономарева, Е.П. Попова, Н.А. Чернышева, В.Л. Бидермана, Н.Н. Малинина, В.И. Смирнова, М.В. Хвингия, В Л. Маку шина, А.Т. Рахштад-та, В.А. Карпунина и других сыграли значительную роль в разработке многих важных, принципиально новых вопросов проектирования, расчета) технологии и производства винтовых пружин.

Наибольшее распространение, как уже отмечалось выше, имеют винтовые цилиндрические пружины сжатия. Причем сфера применения пружин сжатия все более расширяется, поскольку наблюдается тенденция там, где это возможно, заменять, с использованием реверсоров, пружины растяжения пружинами сжатия, как более надежными и технологичными.

0становимся кратко на основнь£Х исследованиях последних лет в области совершенствования и развития методов расчета цилиндрических витых пружин.

На протяжении многих лет внимание ученых привлекал вопрос уточнения расчета пружин с учетом кривизны витков. Ряд исследователей пытались решить эту задачу методами сопротивления материалов. Наиболее удачное решение было предложено Уоллом [j2$Q* выяснившим. , приближенно, характер распределения напряжений в поперечных сечениях витков пружины.

Среди работ другого направления, в которых использовался аппарат теории упругости, наиболее удачным было исследование Генера [j25j, давшего подробный анализ напряженного состояния в сечениях витков пружин без учета угла под"ема винтовой линии.

Н.А. Чернышев (j07j провел фундаментальное исследование напряженного состояния витков витых пружин сжатия, растяжения и кручения с любым углом подмема винтовой линии для круглого поперечного сечения, уточнив решение Генера и установив более строгие зависимости для вычисления напряжений в поперечных сечениях рабочих витков пружин*

Н.А. Чернышевым была также рассмотрена задача о больших перемещениях винтовых цилиндрических пружин [l05 - I08J Им были выведены формулы вычисления перемещений с учетом зависимости внутренних силовых факторов в сечениях витков от изменения геометрических размеров пружин в процессе деформации .

При исследовании устойчивости винтовых пружин сжатия чаще всего используется замена пружины эквивалентным прямым брусом, что позволяет существенно упростить решение. По расчетной схеме эквивалентного бруса исследовали задачу устойчивости пружин Е. Хурльбринк Р. Грамме ль []2б], К.Б. Бицен© и И. Кох jj24j. Однако, при выборе расчетной схемы этими исследователями были допущены неточности. Н.А. Чернышевым рОб] была решена задача устойчивости пружин сжатия в принципиально новой постановке; пружина рассматривалась как брус двоякой кривизны с винтовой геометрической осью, решение основывалось на составлении уравнений равновесия Кирхгофа-Клебша. Позднее те. же результаты по схеме эквивалентного бруса получили В.М. Маку шин 64~j, который попутно указал на ошибки в выборе расчетной схемы у К.Б. Бицено и И. Коха, а также В.Л. Бидерман Jj?, 64], предложивший несколько иную, чем у В.М. Макушина, схему эквивалентного пружине прямого бруса.

Широкое распространение в промышленности получило повышение несущей способности пружин путем заневоливания. Исследования в этой области начаты С.И. Блинником. Однако, наиболее полная разработка теории заневоливания пружин при статическом нагружении была осуществлена Н.Н. Малининым [з8, 39] . Расчет заневоленных и интенсивно заневоленных винтовых пружин с учетом кривизны витка был исследован С ♦Д. Пономаревым ^65, 6б]. Представляют интерес работы по заневоливанию пружин В.А. Быкова и некоторых других исследователей - I?}.

В реде отраслей машиностроения находят применение

- б многожильные пружины, которые используются для снижения веса конструкции, как антирезонансные пружины с большим внутренним заглушением, как пружины специального назначения, в качестве оттяжных и возвратных пружин с пологой характеристикой. Теория расчета многожильных пружин, имеющих целый ряд специфических особенностей по сравнению с обычными винтовыми пружинами, была разработана С.Д. Пономаревым [59 - бГ|.

Представляется перспективным изготовление крупногабаритных винтовых пружин с трубчатым поперечным сечением. Теоретические основы расчета подобных пружин изложены в работе С.Д. Пономарева [Ьб].

Е.П. Поповым была разработана теория расчета пружин с учетом посадки витков [73]. В этом случае характеристика пружин нелинейна. Им же рассмотрены вопросы проектирования пружин по заданной характеристике [74 - 75], что имеет большое практическое значение при конструировании ряда автоматических устройств*

Большие успехи достигнуты в исследовании динамики пружин. Продольные колебания пружин подробно были изучены А.Н. Крыловым [з[]. В последние годы значительный вклад в теорию колебаний пружин внесли А.В. Штода Qos] , В.Л. Би-дерман jj?, 64j, W.B. Хвингия [94 - 99], исследовавшие вопросы поперечных, нелинейных колебаний винтовых пружин. М.В. Хвингия является также автором ряда важных работ по динамической устойчивости пружин [96 - 99]. Вопросы ударного нагружения пружин рассмотрены в работах [б4, 118].

Значительное число работ посвящено исследованиям пружин при циклическом нагружении, методам повышения усталостной прочности, расчетам пружин на долговечность. Наибольший интерес здесь представляют работы В.М. Остроумова, В.А. Карпунина, Е.А. Шапиро, А.Н. Коновалова и ряда других [21, 28, 43, 51, 52, 102, I20j. Однако, ряд проблем в этой области, в частности, вопрос целесообразности заневоливания пружин при циклическом нагружении [4, 40, 63] , остаются еще нерешенным^ и поэтому в этой области в настоящее время ведутся интенсивные исследования.

Изучению свойств несовершенной упругости пружин, влиянию упругих несовершенств, термообработки пружинных материалов, в ли ятю отклонений от номинальных размеров на характеристику пружин посвящены работы А. Г. Рахштадта [б8, 69] , Г.Н. Фролова [?3\, В.И. Смирнова [76 - 78| и некоторых других исследователей, например [б, 19, 23, |25, 114, ЬГ/Q. В этом направлении также предстоит решить ряд важных вопросов и надлежит накопить по возможности больше экспериментальных данных.

Исследования по расчету винтовых пружин с учетом последействия и релаксации пока немногочисленны Jj3, 14, 45, 77, II23, недостает экспериментальных данных, и поэтому вопросы ползучести и стабильности свойств пружин во времени остаются практически неразработанными.

Таким образом, в последние годы были решены или получили дальнейшее развитие, такие важные направления в области исследований винтовых пружин, как уточнение прочностного расчета пружин с учетом крививны витка, заневоливаше пружин, устойчивость и динамика пружин, соада-ние новых конструкций пружин и др. Однако, несмотря на это рад проблем /ползучесть пружин, усталостная прочность и др./ еще ждут своего окончательного решения* Среди этих нерешенных задач находится и вопрос исследования прочности винтовых пружин сжатия при продольно -поперечном изгибе, который может возникнуть* как в связи с приложением соответствующих нагрузок и условиями закрепления, так и в связи с неполноценным изготовлением опорных витков.

§ 2. Примеры продольно-поперечного иагиба винтовых пружин сжатия из практики железнодорожного транспорта и других отраслей машиностроения.

Винтовые цилиндрические пружины сжатия предназначены, превде всего, для восприятия осевой сжимающей нагрузки. Од* нако, в машиностроении нередки случаи, когда пружины помимо осевого сжатия подвергаются иэгибу, что может быть вызвано наличием поперечных нагрузок, смещением опор и т.п.

Винтовые пружины очень широко используются на железнодорожном транспорте в системах упругого подвешивания тележек локомотивов, грузовых и пассажирских вагонов [1, 42,47, 10!].

На фиг. I, в частности, представлена тележка КВЭЦНИИ цельнометаллического пассажирского вагона (ЦШ), а на фиг .2 приведены устройства надбуксового и центрального подвешивания этой же тележки*

Пружины рессорного подвешивания железнодорожных вагонов подвергаются в процессе эксплуатации не только сжатию, но и изгибу, причем при увеличении скорости движения подвижного состава работа этих пружин в поперечном направлении проявляется особенно существенно [20, 32, 4l] .

Фиг. \ м г

Фи*. 2.

Работа пружин, применяющихся для подрессоривания вагонов^ может быть представлена следующими схемами [20] .

По схеме фиг. За работает большинство пружин буксового подвешивашя тележки вагона [20, 41, IOlJ.

Схема фиг. 36 иллюстрирует работу пружин центральной ступени рессорного подвешивания [20]» Здесь вследствие поворота верхней опоры на угол if пружина дополнительно иэгибается моментом ТП . На фиг* 4 представлен еще один случай нагружения пружинных амортизаторов, когда пружина воспринимает осевую и поперечную силу и, кроме того, верхняя опора пружины оказывается повернутой на угол Ч* .

Фиг. 5 иллюстрирует довольно распространенный случай внецентренного сжатия винтовой пружины.

На фиг. б и 7 представлены соответственно схемы инерционного вагоноразгрузчика конструкции ЦНИИ ШС [33] и виброконвейера с эксцентриковым приводом [22], пружинные амортизаторы которых находятся под воздействием комбинированной /осевой и поперечной/ нагрузки.

Винтовые пружины сжатия, как известно [24, 70], широко используются в различных конструкциях муфт. При большом числе оборотов пружины муфт помимо сжатия подвергаются значительному изгибу, который необходимо принимать во внимание при расчете пружин на прочность. Особенно широко подобные конструкции используются в автомашинах, в качестве муфт сцепления [sQ . На фиг. 8 представлена конструкция подобной муфты автомобиля "Москвич - 408" [sQ* Пружины нажатия муфты необходимо рассчитывать на продольно-поперечный изгиб, поскольку они в процессе работы находятся

-to* сП in s с 6

9- ч eV 6

Фцг.& в сжатом состоянии и, кроме того, изгибаются в связи с вращением.

На фиг. 9 приведена конструкция, применяемая в под"емно-транспортном машиностроении* для подвески тяжелых грузов. Вся система /в том числе и пружины, установи ленные на оправку/ при эксплуатации получает заметные ускорения в поперечном направлении, вследствие чего происходит изгиб оправки и пружин. Последние, таким образом, подвержены осевому сжатию, изгибу от инерционной . нагрузки, и, кроме того, вследствие искривления оправки торцы пружин поворачиваются на угли, равные поворотят*соответствующих сечений направляющей, связанных с опорными витками пружин.

Приведенные примеры, число которых может быть значительно увеличено, достаточно убедительно показывают, что случаи продольно - поперечного изгиба пружин имеют место в конструкциях различных отраслей машиностроения. Однако, методика расчета винтовых пружин сжатия с учетом действия поперечных нагрузок практически отсутствовала.

В технической литературе расвмотрены лишь некоторые частные случаи продольно-поперечного изгиба пружин, при

СЯ чем ^имеющиЗ^е коме ндации противоречивы и не удовлетворяют запросам современной практики.

Дополнительно следует отметить, что на работу пружины в целом оказывают влияние условия работы опорных витков пружины. Причем^до последнего времени этому вопросу практически не уделялось вниманиями в литературе даже довольно часто употребляется термин "мертвые" витки, J утверждая, таким образом, лишь конструктивную необходимость опорных витков пружины. Однако, повышение точности расчетов пружин, особенно появление мощных крупногабаритных пружин, навиваемых из прутка диаметром 50 мм и более, заставляют обратить внимание и на эту "забытую" деталь конструкции, тем более, что это имеет значение и при расчете контактируемых с пружиной нагрузочных и опорных устройств.

Опорная поверхность винтовой пружины сжатия образуется путем поджатия крайних витков к соседним и последующим точением и шлифованием их так, чтобы на длине, равной примерно 3/4 периметра полного витка, образовалась плоскость, перпендикулярная к оси пружины. Опорные витки пружины сжатия находятся в особых условиях работы^воспринимая сложным образом распределенное контактное давление со стороны нагрузочного устройства, причем равнодействующая этих сил давления и представляет собой то продольное усилие, по которому обычно ведут прочностной расчет пружины. Кроме того, поперечное сечение торцовых витков пружины в силу конструктивной особенности переменно по длине витка, что также существенно отличает опорный виток от рабочего витка.

При расчете пружин сжатия на прочность существенное значение имеет положение равнодействующей сил давления, воспринимаемых опорным витком, поскольку в случае появления эксцентриситета приложения нагрузки, пружина попадает в условия: внецентреиного сжатия, что, разумеется, ужесточает условия работы пружины в целом. Ввиду того,

- 12 что торцовые витки имеют ряд специфических особенностей; переменное сечение- несимметричность; длину равную 3/4 I длины полного витка; - высказывались предположения [115, Пб|, что равнодействующая сила давлений, действующих по опорной плоскости торцового витка, н^совпадает с осью пружины. В этом случае пружина будет находи^я в условиях продольно-поперечного изгиба. Поэтому вопрос о характере распределения нагрузки по торцовой поверхности пружины сжатия имеет немаловажное значение.

§ 3. Постановка задачи настоящего исследования.

Как уже отмечалось, пружины сжатия довольно часто находятся под одновременным воздействием продольных и поперечных нагрузок, а методика расчета пружин, находящихся в таких условиях работы, практически отсутствует.

В настоящей работе рассматриваются вопросы продольно-поперечного изгиба винтовых пружин. При исследовании, руководствуясь общепринятой методикой, пружина заменяется эквивалентным сплошным прямым брусом, жесткости которого при изгибе и сдвиге равны соответствующим жесткостям пружины. При этом полагается, что прогибы пружин при изгибе невелики и соприкосновение витков пружины в процессе работы не происходит, что отвечает условиям эксплуатации подавляющего большинства применяемых в машиностроении пружин, воспринимающих поперечную нагрузку. Использование в качестве расчетной схемы эквивалентного бруса позволило значительно упростить решение и получить простые зависимости, пригодные к практическому испольвованию.

Стремление изучить продольно-поперечный изгиб винто

- гз вых пружин в наиболее полной постановке заставило обратить внимание на ряд факторов, приводящих при сжатии пружины продольной нагрузкой к продольно-по перечному изгибу.

Поэтому в работе проведено исследование распределения давления по опорной поверхности торцового витка винтовой пружины сжатия.

Выяснение характера распределения нагрузки, воспринимаемой торцами пружины, позволило сделать заключеше о положении равнодействующей сил давления, действующих на опорный виток, и изучить причины, приводящие пружину /вследствие эксцентриситета нагрузки/ в сжато-изогнутое состояние, что является нежелательнш явлением.

Кроме того, при конструировании составных /многорядных/ пружин, расчете различного рода нагрузочных и опорных устройств, ко итак тируемых с пружиной, знание распределения давления по опорным плоскостям пружин также необходимо. Это особенно существенно при расчете конструкций, включающих в себя мощные крупногабаритные пружины, подобные представленным на фиг. 9. В представленной на этой схеме конструкции применяются пружины, навиваемые из прутка более 60 мм, способные воспринимать нагрузку в несколько десятков тонн. Понятно, что при расчете опор подобных пружин /в рассматриваемом примере опорами пружин служат фланцы, привариваемые к направляющей/ учет характера распределения давления по торцам пружин является обязательным.

Ниже рассмотрены также вопросы работы самого опорного витка, проведено исследование напряженного состояния концевых витков и их влияния на прочность пружины в целом, в связи с возможностью возникновения эксцентриситета в нагрузке, что приводит, как уже упоминалось, к нежелательным последствиям.

Помимо этого, рассмотрены некоторые частные случаи продольно-поперечного изгиба пружин, возникающие, например, в результате относительного смещения опор, непараллельности торцов пружины и т.п.

Заключение диссертации по теме «Другие cпециальности», Стукач, В. Н.

Основные результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований.

1. Разработан метод расчета винтовых пружин на продольно-поперечный ивгиб в общем случае их нагружения.

2. Получены формулы для вычисления перемещений и напряжений в наиболее часто встречающихся случаях нагружения сжатоизогнутых пружин. В частности, рассмотрен изгиб сжатой пружины поперечной силой, приложенной к одной из опор, при параллельном смещении торцов пружины. Этот случай имеет большое значение при конструировании мощных железнодорожных пружин рессорного подвешивания вагонов и локомотивов.

3. Поскольку деформация опорных витков существенно влияет на работу пружины при ее сжатии, проведено экспериментальное исследование распределения давления по опорной плоскости винтовой пружины сжатия, а также изучено деформированное и напряженное состояние ее опорных витков.

4. Показано, что распределение усилия по опорной плоскости торцового витка, охватывающей полярный угол jr , неравномерно. Наибольшая часть нагрузки воепринимается крайними участками опорного витка, длина каждого из которых соответствует полярному углу, приX мерно равному -гг

5. На характер распределения давления по торцу пружины влияет качество изготовления опорной поверхности торцовых витков пружины. При достаточно хорошем прилегании пружины к опоре опорный шток по его длине можно разделить, руководствуясь характером распре-' деления нагрузки, на три равных участка, каждый из которых соответствует полярному углу равному

Средний участок практически нагрузки не воспринимает, а крайние участки подвергаются со стороны опорной плоско соя давлению, характер изменения которого может быть представлен формулой где р - усилие, сжимающее пружин;/1; tfc средний диаметр пружины;

Ц> - полярный угол, отсчитываемый , от конца участка.

6. Характер распределения давления по опорной поверхности пружин, сжатия необходимо учитывать при конструировании опорных устройств пружин ответственного назначения.

7. Руководствуясь законом распределения нагрузки по опорным плоскостям пружин сжатия, при монтаже составных /многорядных/ пружин соосные пружины следует с целью создания по возможности равномерного давления на опоры устанавливать так, чтобы концы их опорных витков были повернуты один относительно другого на угол X*

-Ш

8. Недостаточная плоскостность торцового витка приводит к внецентренному сжатию пружины. У исследованных пружин, удовлетворявших всем требованиям

ГОСТа 1452 - 53, но имевших неплоскостность порядка 1,0 * F,5 мм /при среднем диаметре 'зО ^ 150 мм/, величина эксцентриситета осевой нагрузки достигала величины e-Q,os&

9. Проведено исследование прочности опорного витка пружины сжатия. Возникающие в поперечных сечениях концевых витков напряжения оказались существенно меньшими напряжений в рабочих витках, что было подтверждено экспериментально. Это обиясняется возникновением контакта конечного участка опорного витка пружины с соседним рабочим витком, в результате чего опорный виток 'значительно разгружается.

10. Исходя из условия равнопрочно с ти опорных и рабочих витков, установлено, что зазор между концом пружины и соседним рабочим витком не должен превышать величины близкой к 4^где d - диаметр проволоки /у ныне действующих стандартов и нормалей 4444-64, cf

8578-57 OH-I-bOl-б! предусмотрен зазор по POCty 1452-53 упомянутый зазор не должен превышать

1/4 зазора между виткамт/.

11. Показано, что недостаточная плоскостность торцов пружины, а также взаимная непараллельность их может привести к повышению напряжений в рабочих витках пружины примерно на 10$. В связи с этим желательное

-i idустановить допуски на эти отклонения формы, которые в ныне действующих нормалях и стандартах не предусмотрены.

Ы. Сопоставление теоретических и экспериментальных исследований продольно-поперечного изгиба пружин подтверждает правильность предлагаемого расчета. Поэтому разработанная методика расчета винтовых сжато-изогнутых пружин и предложенные зависимости могут быть рекомендованы к практическому использованию.

ЗАКЛЮЧЕНИЁ.

Список литературы диссертационного исследования Стукач, В. Н., 1969 год

1. ПЛ. Аброскин, Д.Г. Белогорский и др., Чагисораль-ные электровозы, Машгиз, 1967.

2. Л.Е. Андреева, Упругие элементы приборов, Машгиз, 1962.

3. В.И. Анохин, Современные автомобили, Машгиз, F964.

4. Н.С. Артемьев, Влияние степени пластической деформации и величины поджатия заневоленных цилиндрических пружин сжатия на их выносливость, труды Ленинградского кораблестроительного института, вып. 29, 1959.

5. И.А. Афанасьев, Механизация шлифования торцов пружин, Сборник рац. предложений, вып. 8, ЦБТИ МВП,1956.

6. М.В. Батанов и Н.В. Петров, Пружины, Машиностроение, 1968.

7. М.Г. Бергер, Полуавтомат для шлифования торцов спиральных пружин, Сборник рац. предложений,вып. 4, ЦБТИ МЭП, 1958.

8. М.Э. Берман, 0 напряженном состоянии кругового витка круглого сечения, нагруженного произвольной системой сил, Сб. "Расчеты на прочность", Машгиз, I960.

9. В Л. Бидерман, Поперечные колебания пружин, Сб. "Расчеты на прочность", 1962, № 8.

10. К".А. Биргер, Б.Ф. Шорр, Шнейдерович, Расчет на прочность деталек машин, Машиностроение, 1966.

11. К.Е. Биценко и Р. Граммель, Техническая динамика, т. I, Чашгиз, I960.

12. ЭД.Е. Блантер, Методика исследования металлов и обработка опытных данных, Металлургиздат, 1952.

13. С.й. Блинник, Расчет пружин в связи с их заневолива-нием, сб. "Новые методы расчета пружин", Машгиз, 1946.

14. С.И. Блинник, Действие длительной нагрузки на занево-ленные цилиндрические спиральные пружины", Сб. "Динамика и прочность машин, изд-во АН СССР, 1950.

15. В.А. Быков. К вопросу о применении и расчете пружин, упрочненных пластической деформацией, Труды Ленинградского кораблестроительного института, вып. 13, 1954.

16. В.А. Быков, 0 сопротивлении пластически обжатых пружин. Сб. "Вопросы проектирования, изготовления и службы пружин", Машгиз, 1956.

17. В.А. Быков, Н.С. Артемьев, 0 влиянии кривизны витка на пластическую прочность пружин сжатия, труды Ленинградского кораблестроительного института, вып. £0, 1957.

18. А.В. Васильев, Измерение сил с использованием проволочных датчиков, Сб. "Методы и средства контроля и испытания материалов", Изд-во ЦИТЭНЕ, ! 2, I960*

19. В.Д. Вехтель, Построения поля характеристик винтовой пружины сжатия, "Вестник машиностроения", § 7, 1968.

20. А «И. Зотьев, Об остаточных деформациях стальных пруотжин в зависимости^термической обработки проволоки, Сб. "Вопросы проектирования, изготовления и службы пружин, Машгиз, 1956.

21. Е.А. Иванов, Муфты приводов, Маши», 1959.

22. О.Н. Иванченко, Влияние нерабочих витков на характеристику пружин, "Вествик электропромышленности", 1962, ® 6.

23. ЕЛ. Карлик, Концентрация и специализация производства пружин в СССР, "Вестник машиностроения", 1962 £ 10.

24. Т«В. Казакова, В.А. Николаев, В.П. Полухин, Исследование контактных напряжений в процессе прокатки, "Поляривационно-оптический метод исследования напряжений", Труды 5-ой Всесоюзной конференции, изд-во ЛГУ, 1966.

25. В.А. Карпунин, А.Н. Коновалов, ДЛ1. В армии, 0 конструировании пружин минимального веса при заданной долговечности, "Вестник машиностроения", 1968, 1 7.

26. Е.А. Королев, Тенэометрический метод измерения вертикальных перемещений в зоне контакта сопряженных тел,

27. Сб. "Контактная прочность машиностроительных материалов" , изд-во АН СССР, 1964.

28. П.А, Красильников, Влияние некоторых технологических факторов на релаксацию напряжений в стальной проволоке, Сб. "Релаксационные явлешя в металлах и сплавах", Металлургиздат, 1963.

29. А.Н. Крылов, 0 некоторых дифференциальных уравнениях математической физики, имеющей приложение в технических вопросах, ивд-во АН СССР, 1932.

30. В.А. Лазарян, Динамика вагонов, изд-во "Транспорт", 1964.

31. А.В. Ленский, Д.С. Плюхин, В.Н. Ранодин, Инерционная установка ЦНИИ МПС для выгрузки сыпучих и кусковых груэов ив крытых вагонов, Всесоюзное изда-тельско-полиграфическое об"единение ШС, Москва, 1961.

32. А.Н. Ливанов, И .Я. Гарно вс кий, Исследование контактных напряжений при осадке, Сб. "Инженерные методы расчета технологических процессов обработки металлов", Металлургиздат, 1964.

33. А.Н. Ливанов, Методика исследования контактных напряжений при пластической деформации с помощьюуниверсальных штифтов, "Кузнечно-штамповочное производство", 1966, № 6.

34. В.М. Макушин, Поперечные колебания и устойчивость цилиндрических витых пружин" Сб. "Динамика и прочность пружин", изд-во АН СССР, 1950.

35. Н.Н. Малинин, Заневоливание цилиндрических и конических пружин, Сб. "Новые метода расчета пружин", Машгиз, 1946.

36. Н.Н. Малинин, Метод повышения несущей способности пружин, Сб. "Повышение прочности деталей машин", изд-во АН СССР, 1949.

37. Н.Н. Малинин, Влияние остаточных напряжений, возникающих при заневоливании, на усталостную прочность винтовых цилиндрических пружин сжатия, Сб. "Динамика и прочность пружин", изд-во АН СССР, 1950.

38. В.Б. Мёдель, Проектирование механической части электроподвижного состава, издательско-полигра(|ическое об"единение ШС, 1963.

39. В.Б. Медель, Подвижной состав электрических железных дорог, Гос. трансйортное железнодорожное изд-во, 1957.

40. Л.В. Мединский, Усталостная прочность спиральных пружин, Труды Омского машиностроительного института, вып. I, 1956.

41. И.М. Меерович, А.С. Филатов, Измерение усилий при прокатке, Металлургиздат, 1963.45. "Машиностроение", Энциклопедический справочник, т. 7, 1948.

42. Б.Т. Мехов, В.Н. Тарашн, Навивка пружин, ОНТИ, 1936.

43. И.А. Морозов, С.Л. Гамеров, А.Ф. Чернышев, Цельнометаллические пассажирские вагоны, Машностроение, 1965.

44. Н.Д. Морозов, В.З. Цейтлин, Определение релаксационных характеристик пружин сжатия при испытании одной пружины, "Заводская лаборатория", 1963, 29, II.

45. В.В. Никифоров, Измерение контактных напряжений в плоскости стыка деталей, ВИНИТИ № П-59-77/7, 1959.

46. Нормы для расчетов на прочность и проектирования механической части новых и модернизированных вагонов желез ннх дорог колеи 1524 мм /несамоходных/, Москва, ВНИИЖТ МПС, 1962.

47. В.П. Остроумов и В.А. Карпунин, Повышение динамической прочности пружин, Маигиз, 1961.

48. В.П. Остроумов и В.А. Карпунин, Влияние дробеструйной обработки на релаксацию напряжений в пружинах, "Металловедение", 1964, VII*

49. Б.В. Пасутман, 0 влиянии кривизны витка на усталостную прочность эаневоленных пружин "Вестник машиностроения", 1964, V 5.

50. С.В. Пинегин, Контактная прочность в машинах, Машиностроение, 1965.

51. С.Д. Пономарев, Расчет и конструкция витых пружин, ОНТИ, 1938.

52. С.Д. Пономарев, Об одной задаче кручения кривого бруса, "Вестник инженеров и техников", 1940, V 5.

53. С «Д. Пономарев, Литература по витым пружинам, Сб. "Новые методе расчета пружин", 1946.

54. С.Д. Пономарев, Современные методы расчета витых пружин, "Вестник машиностроения", 1947, Ш 5.

55. С.Д. Пономарев, Жесткость и прочность многожильных пружин сжатия, "Динамика и прочность пружин", изд-во1. АН СССР, 1950.

56. С.Д. Пономарев, Расчет многожильных пружин, свитых из тросов с центральной жилой, Труды МВТУ, вып. И, "Расчеты на прочность в машиностроении", Машгиз, 1950.

57. С .Д. Пономарев, Расчет 8 ане во ленных многожильных пружин, свитых из тросов с центральной жилой, Труды

58. МВТУ, вып. 26, "Расчеты на прочность, жесткость и ползучесть элементов машиностроительных конструкций", Машгиз, 1953.

59. С.Д. Пономарев, "Пружины", Детали машин, книга П, под ред. Н.С. Ачеркана, Машгиз, 1953.

60. С.Д. Пономарев, Пружины, их расчет и конструирование, ВНЙТОМАШ, Машгиз, 1954.

61. С.Д. Пономарев, В.Л. Бидерман, К.К. Лихарев, В.М. Макушин, Н.Н. Малинин, В.И. Феодосьев, Расчеты на прочность в машиностроении, т. I, Машгиз, 1956, т.2, Маш-гив, 1959, т. 3, Машгиз, 1961.

62. С.Д. Пономарев, Расчет интенсивно эаневолврршных пружин, "Вестник машиностроения", 1961, В 6.

63. С»Д, Пономарев, Расчет з ане воле нных пружин с учетом кривизны витка, Сб. "Расчеты на прочность", вып. 8, Машгиз, 1962.

64. Н.П. Раевский, Датчики механических параметров машин, изд-во АН СССР, 1959.

65. А.Г. Рахштадт, Пружинные сплавы, Металлургия, 1965.

66. А.Г. Рахштадт, Современные метода упрочнения пружинVных сплавов, ЛДНТП, 1965.

67. Д.Н. Решетов, Детали машин, Машиностроение, 1964.

68. Н.М. Родин, Опыт серийного производства и контрольцилиццрических пружин сжатия, Сб. "Вопросы изготовления, проектирования и службы пружин", 1956.72. 3. £^зга, Электрические тензометры сопротивления, Госэнергоиздат, 1961.

69. Е.П. Попов, 0 расчете осадки не цилиндрических спиральных пружин, "Прикладная математика и механика", АН СССР, т. 1У, вып.! и 4, 1940, т. I, вып. 2, 1941.

70. Е.П. Попов, Графические методы проектирования специальных пружин, "Вестник инженеров и техников", 1941, № 5.

71. Е.П. Попов, Теория и расчет гибких упругих деталей, изд-во ЛКВША, 1947.

72. В.й. Смирнов, Термическая обработка стальных рессор и пружин, Металлургиэдат, 1944.

73. В.И. Смирнов, Релаксация напряжений и ее значение в эксплуатации пружин, "Динамика и прочность пружин", изд-во АН СССР, 1950.

74. В.й. Смирнов, К .И. Судницина, Исследование ряда пружинных сталей на релаксацию, "Советское котлотурбо-строение, 1948, i 4, 9.

75. В.Н. Стукач, Экспериментальное исследование распределение давления по опорной плоскости торцового витка винтовой цилиндрической пружины сжатия, Известия ВУЗов. Машиностроение, 1968, S I.

76. В.Н. Стукач, Продольно-по перечный изгиб винтовых пружин сжатия, Известия ВУЗов, Машиностроение, 1968, $ 2.

77. В.Н. Стукач, Продольно-поперечный изгиб винтовых пружин сжатия в общем случае нагружения, Известия ВУЗов. Машиностроение, 1968, 1 3.-Id7

78. И.В. Сухов, Механиза1щя производства пружин, ЛДНТП, I960.

79. Й.Я. Тарновский, Л.Н. Ливанов, М.И, Поксеваткин, Контактные напряжения при пластической деформации, Металлургия, 1966.

80. А.А. Тиммерман, Приспособление для навивки пружин, "Машиностроитель11, 1968, № 5.

81. С.П. Тимошенко, Колебания в инженерном деле, Наука, 1967.

82. С.П. Тимошенко и Дж Лессельс, Прикладная теория упругости, Гостехиздат, 1930.

83. А*М. Трусь, Автоматическая установка для измерения релаксации напряжений в пружинах сжатия, "Заводская лаборатория", 1963, ill.88. "Транспортирующие и погруэочные машины для комплексной механизации пищевых производств, "Пищевая промышленность" 1964.

84. A.M. Туричин, Электрические измерения неэлектрических величин, Госэнергоиэдат, 1959.

85. Б.П. У иксов, В.М. Заварцева, Применение поляризацион-но-оптического метода для иэучения напряжений при пластической осадке, Сб. "Вопросы конструкционной прочности стали", Труды ЦНИИТИАШ, кн. 85, Машгиз, 1957.

86. А. Уорсинг и Дж Геффнер, Методы обработки экспериментальных данных, изд-во иностранной литературы, 1958.

87. К. $инк и X. Рорбах, Измерение напряжений и деформаций, Машгиз, 1961.93* Г.Н. Фролов, Точность изготовления упругих элементов приборов, Машиностроение, 1966.

88. М.В. Хшнгия, Поперечные колебания цилиндрических пружин, Сб. "Расчеты на прочность" вып. 10, Машгиз, 1963.

89. М.В. Хшнгия, Поперечные колебания цилиндрических винтовых пружин, сжатых осевыми силами, Сб. "Расчеты на прочность", вып. II, Машгиз, 1964.

90. М.В. Хшнгия, Динамическая устойчивость винтовых пружин, "йзвевтия ВУЗов, Машиностроение", 1964,Р4.

91. М*В. Хшнгия, Нелинейные продольно «поперечные колебания пружин, "йэвесния ВУЗов, Машиностроение", 1966, Ш 3.

92. М.В. Хшнгия и Д.Б. Мгалоблишвили, Динамическая устойчивость цилиндрических пружин, ГПИ, Тбилиси, 1966.

93. М.В. Хшнгия, Вибрации пружин, Машиностроение, 1969.

94. Б.И. Цесарский, Приспособления для изготовления витых пружин, Машиностроение, 1968.

95. Л .А. Шадур, И.И. Челноков и др. Вагоны, иэд-во "Транспорт", 1965.

96. Г.Н. Шубин, Полуавтомат для шлифовки торцов пружин, Машиностроитель", 1964, ill.

97. Н.А. Чернышев, сжатие и кручение пружин малой жесткости, Сб. "Новые методы расчета пружин, Маигиз, 1946.

98. Н.А. Чернышев, Устойчивость пружин сжатия, Сб. "Новые методы расчета пружин", Машгиэ, 1946.

99. Н.А. Чернышев, Напряженное состояние и деформация цилиндриче ских пружин, свитых из круглого прутка, "Динамика и прочность пружин", иэд-во АН СССР, 1950.

100. Н.А. Чернышев, Нелинейная теория упругих деформаций цилиндрических витых пружин, Сб. "Расчеты на прочность", вып. 3, Машгиз, 1958.

101. В.Ф. Яковлев, И.С. Инютин, Измерение напряжений деталей машин, Машгиз, I960.*

102. K.Setuo,T.Ioshuaki, The longituatnfiil impact of coil springs,Bull. SSME,1965,8 I 30.

103. H.Shimizy, M.Takata and T. Munakata, The end effect a helical Spring, Proc. of the 7~ Gopan National Congress for Applied Mechanics, 1957» Tokyo, Cakyjutsu bunken fukyn-kai,1958.