Tipy

Výpočet a výroba pružin vlastníma rukama: popis, výkresy, video

Výroba pružin je užitečná dovednost, kterou lze použít k opravám nebo vytváření různých mechanismů. V tomto návodu vám ukážeme, jak si vyrobit vlastní pružinu, jak vybrat správný drát, a dáme vám tipy na nastavení tuhosti a pružnosti pružiny.

Jak si vyrobit pružinu svépomocí?

Výroba vlastní pružiny nevyžaduje složité vybavení. Jedná se o proces, který je doma dostupný téměř každému. Zde jsou základní kroky, které vám pomohou vyrobit drátěnou pružinu:

1. Výběr drátu

Z jakého drátu je nejlepší vyrobit pružinu?
Pro tlačnou pružinu nebo torzní pružinu se nejlépe hodí pružinová ocel, například jakost 65G, 51KhFA nebo nichrom.
Jaké parametry zvážit?
- Pro lehké zatížení použijte drát do průměru 2 mm.
- Složitější mechanismy budou vyžadovat drát s větším průměrem.
2. Jak vyrobit pružinu z drátu

Chcete-li si vyrobit pružinu doma, postupujte takto:
1. Připravte drát.
  Pokud průměr drátu přesahuje 2 mm, bude nutné předběžné žíhání. Zahřejte drát do tmavě červeného hořáku nebo vyhřívané trouby, poté nechte vychladnout.
2. Vyberte rámeček.
  Může to být kovová tyč nebo šroub s průměrem o něco menším, než je požadovaný vnitřní průměr pružiny.
3. Naviňte cívky.
  Naviňte drát rovnoměrně na trn a vyvíjejte sílu. U tlačné pružiny ponechte mezi závity malé mezery a u torzní pružiny by měly závity těsně přiléhat.
4. Zajistěte tvar.
  Po navinutí obrobek vytvrdíme zahřátím na teplotu 850–870°C (kov získá světle červený odstín) a rychle zchladíme v oleji.
Jak vyrobit tlačnou nebo torzní pružinu?

Tlačná pružina
- Navíjejte závity s mezerami, které by v hotovém výrobku měly být o něco menší než ve fázi navíjení.
- Konce pružiny obruste na ostřicím stroji, abyste vytvořili rovné plochy.
Torzní pružina
- Zatáčky by měly těsně přiléhat k sobě.
- Ujistěte se, že na koncích vytvoříte potřebné ohyby, aby pružina mohla účinně přenášet točivý moment.
Jak udělat pružinu tvrdší nebo měkčí?
- Jak udělat pružinu tužší?
  - Zvětšete průměr drátu nebo snižte počet závitů.
  - Pružinu uhaste při vyšší teplotě (až 870°C), abyste zvýšili její elasticitu.
  - Použijte drát s menším průměrem nebo zvyšte počet závitů.
  - Po vytvrzení temperujte: zahřejte na 300–400 °C a nechte pomalu vychladnout, aby se snížilo napětí v kovu.
  Často kladené otázky
  
  Je možné vyrobit pružinu bez kalení?
  
  Ano, pokud má drát malý průměr (do 1,5 mm). Bez vytvrzení však bude pružina méně elastická a může rychle ztratit svůj tvar.
  
  Jak si doma vyrobit pružinu?
  
  Budete potřebovat drát, trn, plynový hořák, chladicí olej a trochu trpělivosti. Celý proces trvá několik hodin.
  
  Jak zkontrolovat pružinu?
  
  Po vyrobení pružinu několikrát natáhněte nebo stlačte. Měl by se vrátit do původní polohy, aniž by ztratil svůj tvar.
  
  Závěr
  
  Nyní víte, jak vyrobit pružinu vlastníma rukama, ať už je to tlačná pružina, torzní pružina nebo nestandardní tvar. Tento proces vám nejen ušetří peníze, ale také vytvoří díl, který plně vyhovuje vašim požadavkům.
  
  Pokud máte nějaké dotazy, jak udělat pružinu měkčí nebo tvrdší, zanechte komentář – rádi vám pomůžeme!
  
  Čtěte také: Kde objednat pružinu?
  
  V dnešní době můžete v obchodech snadno zakoupit téměř jakýkoli domácí produkt, který potřebujete. Pozornost a tvůrčí úsilí amatérských designérů přitom stále více směřuje k technicky složitým objektům: traktorům, terénním vozidlům, automobilům a dokonce i letadlům. Mění se i přístup kutilů k realizaci plánovaných projektů; nebojí se potřeby samostatně vyrábět složité a přesné díly, na které se mohou vztahovat i přísné požadavky na pevnost. Jedním z těchto typických prvků, přítomných téměř ve všech energeticky náročných konstrukcích, jsou šroubovité válcové tažné nebo tlačné pružiny. V tomto ohledu bude mnoho našich čtenářů zajímat a doufáme, že bude užitečné seznámit se s metodikou vyvinutou ukrajinským inženýrem V. V. Vinichenko, která pomůže při výrobě kritických pružin s požadovanou kvalitou a přesností.
  
  Navržený způsob navíjení spirálových pružin je realizován na šroubořezném soustruhu pomocí speciálního zařízení sestávajícího z trnu a kopírky. K upevnění začátku drátu pružiny je ke sklíčidlu stroje připevněn trn s hákem ve tvaru otvoru na konci příruby. V držáku nástroje je instalován držák s kopírkou. Kopírka je hřídel s řezanou spirálovou drážkou s proměnným stoupáním, která se volně otáčí ve dvou ložiskách. Drážky na začátku a konci kopírky zajišťují navíjení předepnutých závitů pružiny a středová část zajišťuje navíjení pracovních závitů s požadovaným stoupáním a průměrem.
  
  Držák kopírky je konstrukce svařená z ocelového plechu o tloušťce 40 mm, vyztužená žebrem z pásu 10 mm a dvěma ložiskovými pouzdry. Pravé tělo je přivařeno k desce a levé je připevněno šrouby M12 (aby bylo možné vyměnit kopírku, nejsou uvedeny konkrétní výkresy držáku, protože jsou diktovány typem šroubořezu). a rozměry vinuté pružiny Výroba pružin se provádí v následujícím pořadí Nejprve se zespodu protáhne obrobek s koncem ohnutým na 90°, dlouhý 4 – 5 d. kopírka a je instalována do otvoru-háčku trnu Poté se kopírka otáčí ručně, dokud se začátek drážky neshoduje s polohou drátu, je zajištěno výrazné odolnost vůči ohybu pružinové oceli obrobku Proces tváření pružiny začíná otáčením vřetena stroje při minimální rychlosti navíjení na trn a stoupání je nastaveno spirálovou drážkou rotující v ložiskách kopírka
  Níže je uveden způsob výpočtu parametrů trnu a kopírky, poskytující požadované rozměry pružiny.
  
  Přijímané zápisy pro výpočty
  
  Počáteční data
  n je počet pracovních otáček;
  p. – celkový počet otáček;
  t – krok pracovní části;
  Do—vnitřní průměr;
  Dcp – střední průměr.
  Parametry kopírky:
  I je délka pracovní části;
  DKon je vnitřní průměr drážky;
  DHJ1 je průměr neutrální linie závitů navinutých na trnu;
  k — OipUkop — korekční faktor;
  T je stoupání šroubovice pracovní části;
  T je stoupání šroubovice vstupní a výstupní části.
  Trn:
  d – průměr.
  Mezilehlé vypočtené hodnoty;
  L je délka jednoho závitu pružiny bez zohlednění stoupání;
  D je střední průměr závitů pružiny navinuté na trnu;
  X je tabulkový koeficient pro určení neutrální čáry při ohýbání;
  B je koeficient, který bere v úvahu vlastnosti pružiny drátu;
  popr – počet pracovních závitů pružiny navinuté na trnu, s přihlédnutím k pružnosti drátu;
  L1 je délka drátu procházejícího podél pracovní části kopírky;
  L2 je délka drátu pracovních závitů pružiny navinuté na trnu;
  L3 je délka drátu navinutého na trnu s přihlédnutím k předepjatým závitům;
  Lch je délka drátu pružiny podle výkresu.
  
  Rozhodující hodnota ve výpočtu je hodnota, která zohledňuje pružnost drátu při ohýbání. Slouží k určení průměru trnu a počtu otáček pop. Pro určení hodnoty této hodnoty se doporučuje následující sekvence. Jako první přiblížení se vyrobí trn o průměru D Na šroubořezném soustruhu se na trn navine 5 – 10 závitů drátu s roztečí posuvu přibližně rovnající se rozteči pružiny. V tomto případě je v držáku nástroje instalován speciální válec s drážkou. Po navinutí se určí úhel odvinutí všech závitů pružiny a vypočítá se úhel na závit a.1 a nakonec koeficient B = a1 /360°/, který zohledňuje pružnost vyrobeného drátu. daného materiálu.
  
  Níže je metodika na příkladu výpočtu rozměrů kopírky a trnu pro navíjení pružiny z oceli 60S2A-V-1-HN GOST 14963-78 s parametry: n = 9; nt = 11; t = 14 mm; Do = 42 ± 0,9 mm; d = 8 mm; Dav=50 mm.
  
  Pro dané rozměry pružiny bylo pomocí výše popsané metody experimentálně zjištěno zvětšení kruhového oblouku o jednu otáčku po sejmutí z trnu o průměru 30 mm, což odpovídá zvětšení délky otočit o 42 krát (B = 1,083° 30° = 360). Na základě toho
  Dcp.onp. = (L – VL/tt = L (1 – V)/tt = 157 × 0,917/3,14 = 46 mm,
  kde L = tm Dcp = 3,14 x 50 = 157 mm;
  d def. = Dcp.onp.— d = 46 — 8 =38 mm
  ndef = 1,083p + 0,25 = 1,083 + 0,25 =~10
  kde 0,25 je dodatečná část otáčky, s přihlédnutím k toleranci počtu pracovních otáček.
  Průměr neutrální čáry cívky na trnu (obr. 2) se vypočítá podle vzorce:
  D nl. = d def + 2d X.
  X – určeno z tabulky [1] v závislosti na poměru donp/2d (v našem případě 38/ (2×8) = 2,375)
  Pomocí interpolační metody vypočítáme X = 0,458 a zaokrouhlíme na 0,46.
  Potom Dnl.45,36 mm.
  Předpokládá se, že DKOn jako první aproximace se rovná Do = 42 mm.
  Potom koeficient k = Dil / Dcon -45,36/42 = 1,08.
  Délka pracovní části kopírky: = tn = 14×9 = 126 mm.
  
  Vypočítaná rozteč pracovní části kopírky:
  T = |/(trend k) = 126/(10×1,08) = 11,67 mm.
  Výsledná vypočítaná rozteč pracovní části kopírky je zaokrouhlena na nejbližší posuvovou rozteč šroubořezného soustruhu (T = 12 mm), aby byla zajištěna možnost vyřezání drážky pro šroub. Aby se zachovala daná rozteč pružiny, vnitřní průměr drážky kopírky se přepočítá ze stavu vybrané rozteče kopírky:
  k = l/(Tnonp) = 126/(12×10) = 1,05.
  Pak DKOP. = Dn l/n = 45,36/1,05 = 43,2 mm.
  
  Počet otáček vstupní a výstupní části kopírky je zvolen na 1,5. Rozteč drážek těchto dílů je určena experimentálně stanoveným vzorcem:
  Tn = 0,875 d = 0,875 × 8 = 7 mm a považuje se za rovné nejbližší rozteči posuvu na stroji (7 mm).
  Vstupní a výstupní část je přivařena k ose kopírky nebo zajištěna dvěma čepy o průměru 8 mm a dvěma šrouby M8. Spojení drážek vstupní a výstupní části kopírky s drážkou pracovní části je ručně zpracováno vhodným pilníkem, který zajišťuje hladký přechod. Materiál kopírky je ocel 45, tepelné zpracování je kaleno na tvrdost HRC38. 42.
  Pro kontrolu výpočtů je určena délka drátu:
  
  L1= DKon tt 1/T = 43,2×3,14×126/12 = 1425 mm a porovnává se s délkou drátu:
  L2 = D nl. tt n def. = 45,36 × 3,14 × 10 = 1425 mm.
  Porovnává se také délka drátu:
  L3 = D nl. TT (def. + 2×1,083) =45,36×3,14(10+2×1,083) = 1733 mm
  
  s délkou drátu:
  Lch = (Do +2d X) tt n = (42 + 2x8x0,46) x14x11 = 1705 mm.
  Při správném výpočtu by chyba lambda neměla překročit 2,5 %. V našem případě:
  Lambda = (L3 – Lch) 100 %/L4 = (1733 – 1705) 100/1705 = 1,6 %.
  
  Výkresy pro navíjení pružiny pomocí kopírky
  
  Video o výrobě pružin