Гост 16118-70 пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из стали круглого сечения. технические условия (с изменением n 1)

Требования к пружинам

Для эффективного функционирования работы  требуются следующие свойства:

• высокая прочность;
• пластичность;
• упругость;
• износостойкость.

Чтобы обеспечить проектные значения этих параметров, требуется правильно выбрать материал, точно рассчитать размеры, разработать и соблюсти технологию изготовления.

Государственными стандартами определяются требования к изготовлению пружин. По допустимым отклонениям они относятся к одной из точностных групп:

• менее 5%;
• менее 10%;
• менее 20%.

Схематическое изображение пружины

Не соответствуют стандарту изделия с царапинами и прочими наружными дефектами, снижающими ресурс изделия и срок его эксплуатации

Рабочий чертеж — пружина

Рабочие чертежи пружин следует оформлять в соответствии с правилами, указанными в ГОСТ 4444 — 60, выдержки из которого приводятся ниже.
 

Рабочий чертеж пружины ( рис. 5.123) состоит из изображения пружины, диаграммы испытаний, помещаемой над изображением, и технических требований, располагаемых над основной надписью.
 

На рабочих чертежах пружины изображаются в горизонтальном положении и с правой навивкой. Средние витки пружины ( если их больше четырех) не изображаются. С обоих концов вычерчивается только по одному-два витка, не считая опорных. Винтовые пружины изображаются без разреза ( черт. Сечение витков на чертеже толщиной 2 мм и менее допускается чернить ( черт.
 

На рабочем чертеже пружин помещают диаграмму механической характеристики пружины.
 

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 нагрузка, указывают предельные отклонения высоты или деформации.
 

На рабочих чертежах пружины изображают с правой навивкой. Направление навивки винтовых пружин указывают в технических требованиях.
 

На рабочих чертежах пружин ось пружины располагают горизонтально, а навивку изображают всегда правую, истинное направление чавивки указывают в технических требованиях.
 

На рабочем чертеже пружины ( см. ГОСТ 2.401 — 68), в общем случае, помещают: диаграмму испытаний, изображение пружины с размерами и технические требования.
 

На рабочих чертежах пружины изображаются в горизонтальном положении и с правой навивкой. Средние витки пружины ( если их больше четырех) не изображаются. С обоих концов вычерчивается только по одному-два витка, не считая опорных. Винтовые пружины изображаются без разреза ( черт. Сечение витков на чертеже толщиной 2 мм и менее допускается чернить ( черт.
 

На рабочем чертеже пружины, работающей на сжатие, указывают требования к обработке крайних витков. Крайние витки специально подгибаются или подгибаются и сошлифовываются ( или только сошли-фовываются), чтобы получить плоские опорные поверхности.
 

Чертеж пружины растяжения.

На рабочем чертеже пружины помещают диаграмму механическо ] характеристики пружины, по которой производится контроль пру жины.
 

Чертеж пружины растяжения.

На рабочем чертеже пружины, работающей на сжатие, указывают требования к обработке крайних витков. Крайние витки специально подгибаются или подгибаются и сошлифовываются ( или только сошли-фовываются), чтобы получить плоские опорные поверхности.
 

Чертеж пружины кручения.

Пружина в Компасе

Построение начнем с тела пружины — спиральной поверхности, получаемой кинематической операцией (движением эскиза сечения вдоль траектории — цилиндрической спирали).

1. Выделяем плоскость xy, при ориентации XYZ. На панели Пространственные кривые выбираем команду Спираль цилиндрическая

Параметры спирали:

— способ построения — по числу витков и шагу,

— количество витков — 10,

— шаг — 6 мм,

— направление построения — обратное,

— направление навивки — правое,

— диаметр витков — 30 мм.

2. Теперь построим эскиз сечения — окружность диаметром 2, 99 мм: чтобы витки пружины плотно прилегали друг к другу, но не касались.

Для этого выделяем плоскость zx, строим на ней эскиз окружности с центром в начальной точке спирали.

3. Запускаем кинематическую операцию — сечение — эскиз 2, траектория — спираль цилиндрическая.

Тело пружины готово.

Осталось добавить с обеих сторон зацепы. С этой целью мы сделаем трехмерную кривую, которая будет повторять изгиб зацепа и будет начинаться из точки, в которой закончились витки.

Создадим вспомогательную поверхность.

4. Выделяем плоскость xy и создадим на ней эскиз — дугу окружности радиусом 15 мм с центром в начале координат.

5. Теперь на панели Поверхности запускаем команду Поверхность выдавливания, выдавливаем в средней плоскости на 80 мм.

6. Создаем эскиз на плоскости zx — дуга радиусом 15 мм с центром (15;-15).

7. Спроецируем дугу на поверхность выдавливания. Вызываем команду Разбиение поверхности на панели Поверхности.

8. Создаем дугу для закругления зацепа — выделяем плоскость zy, делаем дугу радиусом 15 мм с центром (-15;0).

9. Создаем эскиз сечения — окружность диаметром 2,99 мм.

10. Вызываем кинематическую операцию, выбираем сечение и две кривые в качестве траектории.

11. На другом конце витков пружины создаем второй зацеп. Действия аналогичны построению первого. Центр первой дуги зацепа (15;75), второй — (75;0).

Скрываем конструктивные плоскости, эскизы, поверхности, пространственные кривые.

Видеоурок по построению пружины растяжения в Компасе.

Для построения чертежа пружины лучше воспользоваться приложением Компас- SPRING, чертеж получается в автоматическом режиме.

Скачать модель пружины бесплатно здесь

По материалам книги М. Кидрука «Компас 3d на 100%»

Технология холодной навивки без закалки

Сначала необходимо сделать подготовительные операции. Перед тем, как из проволоки навивать заготовку, ее подвергают процедуре патентирования. Она заключается в нагреве материала до температуры пластичности. Такая операция готовит проволоку к предстоящему изменению формы.

В ходе операции навивки должны быть выдержаны следующие параметры:

• Внешний диаметр изделия (для некоторых деталей нормируется внутренний диаметр).
• Число витков.
• Шаг навивки.
• Общая длина детали с учетом последующих операций.
• Соблюдение геометрии концевых витков.

Холодная навивка без отпуска

Далее проводится стачивание концевых витков до плоского состояния. Это необходимо сделать для обеспечения качественного упора в другие детали конструкции, предотвращения их разрушения и выскальзывания пружины.

Следующий этап технологического процесса — термообработка. Холодная навивка пружин предусматривает только отпуск при низких температурах. Он позволяет усилить упругость и снять механические напряжения, возникшие в ходе навивки.

После термообработки необходимо сделать испытательные и контрольные операции.

Далее по необходимости могут наноситься защитные покрытия, предотвращающие коррозию. Если они наносились гальваническим методом, изделия подвергаются повторному нагреву для снижения содержания водорода в приповерхностном слое.

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.

Где купить пружины растяжения в Санкт-Петербурге

Найти такие детали, а также купить пружины растяжения с разными параметрами вы можете в нашем офисе в Санкт-Петербурге или заказать доставку по России. Сланцевский завод пружин предлагает своим клиентам широкий ассортимент продукции. Также у нас можно оформить изготовление пружин сжатия или растяжения по вашим чертежам. Мы работаем и с оптовыми клиентами, и с единичными заказами. На сайте Сланцевского завода вы также можете купить любые пружины растяжения, диафрагменные и высокотемпературные разновидности, конструкционную проволоку и материалы для изготовления пружин. При необходимости закажите у наших специалистов проектирование деталей. Заранее произвести онлайн расчет изделий можно на сайте с помощью специальной формы.

От гигантских пружин до миниатюрных

Для изготовления пружин существуют различные материалы. Их выбор, и характеристики каждого изделия зависят от того, какую задачу предстоит решать новой пружине. Мы сделали интересную и необычную подборку, в которой описаны самые большие и маленькие пружины, которые активно используются в устройствах и приборах, о которых вы, возможно, и не подозревали.

Гигантские машины. Самосвалы, аэробусы, танкеры – эти механизмы направлены на облегчение труда человека. Вместе с тем, они должны выдерживать максимальные нагрузки. Так, самая большая машина в мире Liebherr T282B, грузоподъемностью более 450 тонн, не может обойтись без пружин: они участвуют в работе мотора, используются в системе ходовой части. Максимальный зафиксированный вес автомобиля-гиганта – 810 тонн. При таких габаритах все элементы, включая пружины, должны быть выполнены из сверхпрочного материала, поэтому каждое изделие сначала проходит закалку огнем, потом опускается в воду и в обязательном порядке отправляется на тестирование. К работе допускаются только элементы, которые прошли контроль и имеют минимальную погрешность от нормы.

Вес железнодорожных вагонов колеблется от 20 до 70 тонн. В рессорном комплекте обязательно присутствуют пружины сжатия. В каталоге технического паспорта указаны размеры, которые должны иметь эти элементы. В среднем они весят до 2 кг, чтобы изделие выдерживало постоянную нагрузку, его необходимо закалить перед установкой. Задача такой пружины – максимально гасить колебания для предотвращения поломки всего состава.

Оборудование на предприятиях. Чтобы создать гигантскую машину, нужно специальное оборудование. Оно должно также выдерживать большие нагрузки: вес, давление, высокие и низкие температуры. Сланцевский завод пружин осуществляет поставки не только для оснащения механизмов, но и обслуживающего оборудования предприятий

Часто пружины устанавливают на подъемные устройства, средства передвижения, где важно соблюдать аккуратность во время транспортировки. Что касается миниатюрных моделей, то многие изготовители инструментов для мелких работ стараются купить пружины, которые будут при минимальном размере иметь отличные показатели

Этим приспособлениям не нужно выдерживать большие нагрузки, главная их работа – поглощение и отдача накопленной энергии, способность быстро восстанавливать первоначальные параметры. Ювелиры, часовщики и хирурги имеют в своем арсенале инструменты с пружинами растяжения и сжатия внутри механизма, например, специальные плоскогубцы. Минимальный зафиксированный диаметр упругого элемента для них – 10 мм.

Пружина – основная движущая сила механических часов, которая отвечает за работу всего устройства. Это простые, но миниатюрные изделия, которые требуют регулярной проверки и замены. Без них часы не смогут функционировать. Также на сегодняшний день ведутся разработки нового поколения пружин для механических часов, посредством гальванопластики.

Если в первых четырех случаях можно обратиться на петербургский Сланцевский завод пружин, где можно купить пружины сжатия, растяжения или других типов, то производством миниатюрных пружин, как например, пружины для часов, занимаются узконаправленные производства.

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.

Типы и виды пружин

Как ранее было отмечено, изготавливаются различные виды пружин, все они обладают своими определенными особенностями, которые стоит учитывать. Классификация проводится по конструктивным признакам. Выделяют следующие типы пружин:

Винтовые. Эта разновидность встречается в различных механизмах, устанавливается практически везде, к примеру, в автомобилях. При этом выделяют следующие типы автомобильных пружин: цилиндрические и конические, а также с переменным диаметром. Следует учитывать, что рассматриваемое изделие представлено витками с одинаковым и различным диаметром. Довольно распространенный признак применения заключается в установке пружинных амортизаторов, которые являются важным элементом конструкции автомобиля. В некоторых случаях проводится установка пружины с переменным шагом витков.
Торсионные. Во многом этот вариант исполнения напоминает предыдущий, но при этом работает на кручение и изгиб. Подобная форма пружины позволяет устанавливать ее в качестве основного элемента подвески. Этот же механизм устанавливается для открытия и закрытия дверей, обеспечения функциональности противовесов.
Спиральные. Этот вариант исполнения напоминает плоский вид пружины, который закручивается по спирали в виде ленты. Применяется устройство в качестве элемента для накопления кинетической энергии, освобождение которой происходит в определенных случаях. Примером можно назвать настенные или наручные часы, а также другие подобные механизмы.
Тарельчатые

Рассматривая классификацию пружин следует уделить внимание тарельчатому варианту исполнения. Этот вариант исполнения не напоминает стандартный вид пружины, так как состоит из нескольких последовательных дисков, соединенных между собой

Основным преимуществом этого варианта исполнения можно назвать слабую степень деформации даже в случае оказания высокой нагрузки. Зачастую устанавливается в случае изготовления предохранительных клапанов.
Волновые. Этот вид представлен изогнутой по синусоиде металлической лентой, которая плавно накручивается по спирали. Достоинством можно назвать относительно небольшие размеры, из-за высокой точности применяются при создании опорных узлов, подшипников и арматуры, которая перекрывает поток при необходимости.
Газовые. Этот вариант исполнения отводится в особую категорию, так как при изготовлении не применяется проволока, а газ вместе с поршнем. Высокая стоимость определена сложностью конструкции, однако она может гасить вибрации и нагрузки с высокой эффективностью.

Рассматривая все о пружинах следует уделить внимание также классификации по характеру нагрузки. По этому признаку выделяют следующие варианты исполнения:

1. Изгиб. Подобный вид пружины при воздействии силы несущественно меняет свои размеры. Распространены торсионные пакеты, а также тарельчатые виды пружины.
2. Пружина кручения. Этот вариант характеризуется небольшими размерами, устанавливаются при изготовлении прищепок.
3. Сжатие и растяжение. Этот тип пружины весьма распространен, при приложении требуемого усилия происходит изменение линейных размеров. Сегодня он встречается в самых различных механизмах. Сжатие и растяжение применяется при создании промышленного и бытового оборудования.

Приведенная выше информация указывает на то, что есть просто огромное количество различных видов пружин, которые применяются в качестве основных элементов различных механизмов.

Призматические пружины

Может проводится также установка призматических пружин. Этот вариант исполнения характеризуется достаточно большим количеством недостатков. Свойствами изделия можно назвать следующее:

1. Изделие обладает относительно невысокой устойчивостью. При эксплуатации есть вероятность скручивания или искривления под нагрузкой. Именно поэтому в большинстве случаев проводится установка направляющих, которые размещаются внутри и снаружи. Опора во многом повторяет форму пружины.
2. Специалисты рекомендуют применять подобный вариант исполнения только в том случае, когда другие не подходят.
3. В большинстве случае ось витков располагается на призме, которая напоминает вил прямоугольника со скругленными углами.

Специалисты рекомендуют проводить подобный вид пружины только в том случае, когда другие не подходят. Именно поэтому они не получили широкое распространение и применяются крайне редко.

Область применения

Рассматриваемое изделие получило весьма широкое распространение. Это связано со следующим:

1. Многие соединения характеризуются низкой устойчивостью к вибрации. Именно поэтому при соответствующем воздействии степень крепления существенно снижается.
2. Вибрация и перемененные нагрузки могут стать причиной раскручивания соединения. Часто при эксплуатации различных механизмов возникает вибрационная нагрузка, которая создает довольно большое количество проблем. Даже незначительное смещение двух объектов относительно друг друга становится причиной, по которой существенно снижается прочность, может происходить деформация крепежных элементов.
3. Применение особого сплава при изготовлении тарельчатой пружины позволяет компенсировать возникающие вибрации и переменные нагрузки. За счет этого существенно повышается степень надежность получаемого соединения.

Применяется тарельчатая пружина в машиностроительной и многих других областях. При этом следует отметить относительно невысокую стоимость, за счет чего есть возможность создавать надежные механизмы при минимальных вложениях.

Важно провести правильный выбор наиболее подходящего варианта исполнения тарельчатой пружины. При этом учитываются следующие условия:

1. Пакет тарельчатых пружин выбирается в том случае, когда при установке одиночной не обеспечивается требуемый ход. Кроме этого, сочетание рассматриваемого изделия подходит в случае, когда одного не подходит для нормальной функциональности.
2. За счет существенного увеличения диаметрального размера уменьшается длина. За счет этого появляется возможность создания компактных механизмов.
3. При оказании циклической нагрузки рекомендуется проводить последовательную сборку. За счет последовательной сборки существенно повышается коррозионная стойкость поверхности.

Установка тарельчатых пружин проводится при создании самых различных устройств и механизмов. Примером можно назвать следующее:

Шарикоподшипниковые механизмы, которые могут применяться для снижения степени трения поверхности. Подшипники сегодня устанавливаются при создании самых различных устройств. Основное требование, предъявляемое в этом случае, заключается в точности расположения всех элементов. Кроме этого, на момент эксплуатации может возникать вибрация и переменная нагрузка

При этом уделяется внимание тому, чтобы шарикоподшипники обладали требуемой коррозионной стойкостью.
Тормозные устройства. Они часто устанавливаются на автомобилях и других транспортных средствах

На момент торможения есть вероятность также возникновения переменной нагрузки, которая становится причиной вибрации и повышенного износа.
Зажимные приборы, которые предназначены для фиксации деталей при их обработке и проведении другой работы. Довольно большое распространение получили различные тиски и другие подобные механизмы. На момент эксплуатации может оказываться переменная нагрузка, которая становится причиной снижения прочности соединения.
Подъемные механизмы. Они применяются для транспортировки различных объектов. К подобным устройствам предъявляется довольно большое количество требований, касающихся надежности. Именно поэтому отдается предпочтение высокоточным изделиям.

Не стоит забывать о том, что в продаже встречаются самые различные варианты исполнения изделия. Стандартные тарельчатые пружины устанавливаются при создании систем безопасности лифтов. Некоторые организации проводят выпуск по индивидуальным чертежам, что позволяет получить деталь с особыми эксплуатационными характеристиками.

Применение рассматриваемого изделия помогает сэкономить монтажное пространство. При этом требуемые показатели достигаются при минимальном объеме упругого элемента.

В заключение отметим, что встречаются изделия с покрытием и без него. При этом основной состав характеризуется повышенной устойчивостью к воздействию окружающей среды, переменным и постоянным нагрузкам.

Параметры пружин растяжения

Данная деталь рассчитана на восприятие продольно-осевой нагрузки, вследствие чего происходит растяжение. После того, как нагрузка прекращается, пружина должна принять свои первоначальные размеры. Витки, в основном, деформируются кручением.

«Сланцевский завод пружин» в Санкт-Петербурге осуществляет производство пружин различных размеров:

• крупные (Ø проволоки – от 12 мм);
• средние (Ø 1,5-12 мм);
• мелкие (Ø 0,15-1,5 мм).

По форме изделия могут быть цилиндрическими, коническими или бочкообразными.

Геометрические параметры пружин растяжения следующие:

• диаметр проволоки;
• диаметр изделия;
• шаг витка;
• количество рабочих витков;
• общее количество витков;
• кривизна витка (индекс пружины).

Данные детали могут иметь два направления навивки – правое или левое. Изготавливают изделия с зацепами различных конфигураций, при этом крепление может располагаться в центре (это так называемые английские или немецкие разновидности), или быть в произвольном месте с углом отгиба в 45º.

Торцевая обработка также отличается по размеру петли зацепа. Стандартное крепление обычно небольшого размера, поэтому при установке такой пружины требуется использование специальных приспособлений, иначе придется приложить немало усилий. Также есть пружины с удлиненным зацепом – их устанавливать гораздо удобнее. Некоторые изделия оснащены усиленной замкнутой петлей – это делается для того, чтобы к пружине можно было прикладывать максимальные нагрузки. Следующая разновидность крепления – это вкручивающаяся шпилька с резьбой. Наше предприятие осуществляет продажу пружин с различными типами зацепов – подробнее с продукцией можно ознакомиться в наших каталогах.

Также пружины дополнительно подвергаются разным типам обработки в зависимости от того, какими характеристиками должно обладать готовое изделие. Так, продукция может шлифоваться, на нее наносят специальные покрытия, обрабатывают с использованием высоких температур и т.д.

Характеристики пружин

Выделяют определенные характеристики пружин, которые должны учитываться при выборе наиболее подходящего варианта исполнения. Основными можно назвать следующее:

1. Пружина растяжения встречаются крайне часто. В этом случае сила упругости направлена против удлинения. Особенностью можно назвать то, что между витками в нулевом положении практически нет просветов. Отличительный момент заключается в наличии специальных крючков, за которые проводится зацепление изделие за основание и груз. При диаметре более свыше 4 мм част применяются специальные закладные зацепы, они более прочные, но при этом менее технологичны.
2. Устанавливается пружина сжатия. Параметры пружины сжатия во многом связаны с тем, что между витками есть просвет. За счет этого при воздействии витки прижимаются друг к другу.
3. Кручение. Этот вариант исполнения характеризуется небольшим углом подъема и незначительным зазором между витками. Внешняя нагрузка передается при помощи специальных зацепов, которые образуются путем отгиба концов.

Кроме этого, при выборе уделяется внимание качеству пружин. Другие подходящие свойства подбираются путем проведения соответствующих расчетов

При рассмотрении основных свойств также следует уделить внимание нижеприведенным параметрам:

1. Диаметр проволоки. Практически все виды пружин представлены проволокой, изготовленной с определенного материала, которая накручивается по определенной траектории. При расчетах часто проводится определение среднего диаметра.
2. Число рабочих витков. Этот параметр может варьировать в достаточно большом диапазоне.
3. Длина изделия. Не стоит забывать о том, что изделие может быть в нормальном состоянии, а также в растяжении или сжатии. Наиболее важным параметром можно назвать длину в нормальном состоянии.
4. Частота витков. Зная длину изделия и число витков можно рассчитать показатель шага. Этот параметр позволяет также рассчитать расстояние между отдельными витками.
5. Длина рабочей части. Этот показатель также получил весьма широкое распространение. Некоторые виды пружин также обладают специальными крепежными элементами, которые не учитываются.
6. Индекс пружины. Она применяется для определения кривизны витков. Этот параметр выбирается в зависимости от диаметра проволоки.

Кроме этого, уделяется внимание и типу применяемого материала при изготовлении проволоки. В большинстве случаев выбирается специальный высокопрочный сплав, который применяется при изготовлении практически всей проволоки

Кроме этого, в зависимости от особенностей конкретного случая используется кремнистая, хромованадиевая, высокоуглеродистая и некоторые другие стали.

Они обходятся намного дороже обычных, но обладают более высокими эксплуатационными характеристиками.