Инженерный расчёт цилиндрической пружины сжатия

На стадии проектирования оригинальных изделий, в которых могут применяться пружины сжатия, неизбежно возникает потребность проверки расчётных параметров этих упругих деталей на соответствие их силовых характеристик необходимым значениям для обеспечения надежного функционирования оборудования. Для этой цели нашей группой инженеров разработан и предлагается калькулятор-онлайн: проверочный инженерный расчёт пружины сжатия из углеродистой стальной проволоки.

Винтовые цилиндрические пружины сжатия предназначены для преобразования сил и моментов в линейные и угловые перемещения, выполняют функции упругих элементов, обеспечивающих устранение зазоров между деталями, создание необходимых усилий (контактных давлений). Наибольшее распространение получили пружины, навитые из проволоки с круглым поперечным сечением. Стальную углеродистую холоднотянутую проволоку [ГОСТ 9389-75 (II класс)] применяют для изготовления пружин, навиваемых в холодном состоянии и не подвергаемых закалке, после чего производят отпуск для снятия напряжений при температуре ~ 300^оС. Функциональное назначение упругих элементов и их контролируемые геометрические размеры и параметры должны быть технически обоснованы с учётом установочных и сопряженных размеров механизмов и узлов оборудования.

Калькулятор позволяет построить график усилия пружины и вычислить:

максимально допустимую свободную длину пружины при её изготовлении;
усилие упругой детали при заданном установочном размере;
силу пружины для максимальной деформации (при соприкосновении витков друг с другом);
коэффициент запаса по касательным напряжениям;
максимальную деформацию одного витка и его жесткость;
шаг навивки, длину развернутой проволоки и её массу;
допуск отклонения от перпендикулярности.

Результаты проверочного инженерного расчёта применимы для оценки характеристик цилиндрической пружины сжатия 2-го класса (циклическая выносливость 1•10⁵ циклов; 1-го и 2-го разряда, ГОСТ 13770-86 и ГОСТ 13771-86), работающей при нормальных условиях.