Рессоры устройство: Конструкция листовых рессор

Содержание

Рессоры: описание,виды,устройство,принцип работы,фото,видео,достоинства и недостатки.

Nevada 1976 0 комментариев

Содержание статьи

Садясь в машину, каждый опытный автомобилист обращает в первую очередь внимание на плавность хода транспортного средства, что обеспечивается его подвеской. Чаще всего этот автомобильный узел построен с использованием амортизаторов с пружинами. Но есть и такая категория машин, где необходимо обеспечить высокий уровень грузоподъемности и надежности подвески. Для этого вместо пружин используются рессоры. Что такое рессора и где они применяются? Именно об этом пойдет речь далее

Раньше практически все советские автомобили имели в своем строении заднюю, а иногда и переднюю рессорную подвеску. Но со временем, ее практически полностью вытеснил пружинный вариант. Так почему же такое произошло? Какие есть минусы именно для легковых машин?

Рессора

– это элемент подвески автомобиля, компенсирующий удары, толчки и колебания, возникающие из-за неровностей на дорогах. Есть несколько типов автомобильных рессор: двойные эллиптические, трехчетвертные, четвертные, поперечные, половинные, но все они служат одной цели – обеспечивают транспортному средству плавное движение, а вам – комфортную поездку.

Интересный факт! Не смогла обойтись без рессоры и обычная деревенская телега. Первые примитивные аналоги амортизаторов представляли собой обычную цепь или кожаный ремень.

Устройство и принцип работы автомобильной рессоры

Подвеска в вашем авто не является принципиально сложной инженерной конструкцией. Из чего состоит рессора, знает практически каждый автолюбитель. Обычно это листы из специальной стали разной длины, которые фиксируются хомутами. В легковых автомобилях рессора чаще всего крепится под мостом, а в грузовых – над ним. Концы рессор присоединяют к кузову с помощью шарниров. Автомобильная рессора передает нагрузку на ходовую часть от кузова или рамы. Есть также конструкции, где листовая рессора работает на изгиб, словно упругая балка. Обычно в ней используется несколько листов. Но в последнее время наметилась тенденция более частого применения монолистовых рессор. В таких конструкциях большая роль отводится амортизаторам, которые серьезно помогают гасить колебания кузова. Важно! Импортные рессоры лучше гасят вертикальные колебания. Они предельно компактны и могут использоваться без амортизаторов.

Разновидности рессор

В автомобилестроении нашего времени существует несколько типов рессор, но для обычных серийных авто самое большое распространение получил листовой тип конструкции.

Данная разновидность представляет собой набор стальных листов, которые между собой соединяются специальными хомутами и монтируются на ходовую часть транспортного средства.

Поскольку этот автомобильный узел должен выдерживать повышенные нагрузки, его производят из прочной закаленной стали. По своей форме данная часть ходового агрегата является листами стали прямоугольной формы, которые изогнуты на подобии «серпа».

Чтобы обеспечить всей конструкции дополнительную упругость, каждый лист модифицирован так, что обладает разной степенью изогнутости. Чтобы предотвратить боковое смещение и обеспечить максимально надежную фиксацию, листы имеют форму желоба.

Поскольку рессоры всегда эксплуатируются в условиях постоянных деформирующих движений, то специфика их производства обеспечивает высочайшую стойкость к механическому износу.

В современных моделях легковых автомобилей такой тип узлов используется очень редко. Этому есть несколько причин. Основной из них является то, что легковые машины обычно предназначены для использования на высоких скоростях. При этом к подвеске выдвигаются повышенные требования по надежности и управляемости. Но листовой тип рессор имеет свойство незначительно смещать продольно мест автомобиля, к которому они прикреплены. Это немного ухудшает управляемость машиной на высокой скорости.

Достоинства и недостатки рессор

Важное преимущество рессорной подвески – простота конструкции. Также она довольно недорогая и надежная. Рессоре не страшны перегрузки и плохие автомобильные дороги с ямами и выбоинами, что особенно актуально для нашей страны. Рессора универсальна. Она гасит не только нагрузки, которые возникают во время торможения или разгона, но и те, что появляются на поворотах. В пользу рессорных подвесок говорит и тот факт, что они компактны, располагаются внизу автомобиля и потому не занимают часть погрузочной площадки багажника. Но есть у рессоры и недостатки. Во-первых, она быстро изнашивается.

Виноваты в этом и сами автолюбители, когда нагружают свои машины под завязку, от чего подвеска быстро проседает. Во-вторых, за рессорой необходимо постоянно ухаживать – смазывать и чистить листы. Если этого не делать, то застрявший там мусор будет издавать скрипы. Сегодня рессора применяется не так часто – лишь для некоторых моделей легковых автомобилей и УАЗов. Причина, по которой ее реже стали использовать, – сильная нагрузка на листы при движении автомобиля, что приводит к ухудшению управляемости на высокой скорости. Важно! Качественную термообработку рессорных листов, их упрочнение и горячую правку можно сделать только на авторемонтном заводе, поскольку для этого требуется специальное оборудование, которого нет на обычных СТО.

Советы по уходу за рессорами

При эксплуатации рессорных подвесок водитель, в первую очередь, должен: • учитывать покрытие дорог, по которым он ездит; • не перегружать автомобиль; • резко не трогаться и не тормозить; • своевременно менять поломанные листы на новые; • прислушиваться и обращать внимание на скрежет рессор; • вовремя обновлять графитную смазку и подтягивать резьбовые соединения. Поэтому долговечность и рабочий потенциал рессор зависит не только от многих конструктивных, технологических и эксплуатационно-ремонтных задач, но также и от профессионализма механиков и водителей.

Расположение рессор

Чаще всего в автомобилестроении рессоры устанавливаются на грузовые транспортные средства. При этом выделяют передние и задние конструкции.

Передние в основном предназначены для обеспечения комфортабельности езды в кабине. Задние же обычно имеют другое назначены – несение большей части нагрузки, для этого данный тип автомобильного узла усиливают.

Такое усиление обычно достигается благодаря добавлению большего количества листов. Самой высокой нагрузке подвергается нижняя часть конструкции, в результате чего туда устанавливаются 2-3 специальные коренные рессоры. Хотя такое решение и способствует снижению комфортабельности езды, но значительно увеличивает жесткость подвески.

Почему редко устанавливают на легковые машины?

Все же рессоры заточены на большие веса и перегрузки, а вот на легковых машинах такого нет! Еще одна особенность это то, что пружины делают подвеску намного комфортнее (ямы глотаются «на раз»), вы не будете прыгать на сиденьях как на «козлике».

Рессорная же подвеска, установленная на легковой авто, сделает подвеску не выносимо жесткой, любая кочка будет чувствоваться «пятой точкой».

Также страдает и управляемость, ведь ход подвески сильно ограничен.

РЕССОРЫ

Рессора состоит изнескольких листов, стянутых хомутами. Каждый хомут прикреплен к нижнему скрепляемому листу рессоры и стянут болтом, на который надета распорная трубка, препятствуюящая зажатию листов рессоры.

К концам двух коренных листов и прикреплены чашки, которые упираются в резиновые опоры, зажатые вместе с концами рессор в кронштейнах и с крышками.

Анализ развития подвесокгрузовых автомобилей как в нашей стране, так и за рубежом показал, что на грузовых автомобилях средней грузоподъемности применяются зависимые подвески с листовыми рессорами. Широкое распространение таких подвесок объясняется простотой их изготовления и обслуживания, а также тем, что они обеспечивают вполне удовлетворительные плавность хода и устойчивость автомобиля при современных скоростях движения.

В подвеске, где полуэллиптическая листовая рессора выполняет функции направляющего устройства, большое значение имеет правильный выбор конструкции крепления рессор к раме автомобиля. Это связано с тем, что коренные листы рессор подвергаются воздействию комплекса сил и моментов, значительно возрастающих при эксплуатации автомобилей в тяжелых дорожных условиях. Если недооценить влияния этих нагрузок, эксплуатационная надежность подвески резко снизится. Поэтому при выборе типа крепления рессор к раме был рассмотрен и проанализирован ряд наиболее распространенных на грузовых автомобилях конструкций с учетом их надежности, удобства и простоты обслуживания (количество точек смазки), а также экономической целесообразности.

Основные типы крепления концов рессоры к раме или кузову автомобиля

– фиксированного конца рессоры(т. е. конца рессоры, воспринимающего все силы, действующие на подвеску) – с витым или отъемным ушком или на резиновой опоре;

– свободного конца рессоры(т. е. конца рессоры, воспринимающего все силы, кроме продольных, возникающих при движении автомобиля) – на серьге, на резиновой или скользящей опоре.

Сочетание креплений концов рессоры может быть самым различным. На практике чаще всего применяется крепление фиксированного конца рессоры с витым ушком и свободного конца на серьге или скользящей опоре. Резиновые опоры обычно используют одновременно для крепления обоих концов рессоры. На автомобиле ЗИЛ-130 было решено применить отъемное ушко для крепления переднего конца рессоры и скользящую опору для заднего.

Соображения, которыми при этом руководствовались, приведены ниже. Крепление фиксированного конца рессоры с витым ушком отличается простотой конструкции, малой стоимостью и наименьшей массой по сравнению с креплениями других типов. Однако применение такого типа крепления на автомобилях, эксплуатируемых в тяжелых дорожных условиях, встречает ряд затруднений, связанных с обеспечением необходимой прочности ушка.

Наиболее распространенный и простой способ повышения прочности ушка путем увеличения толщины коренного листа не всегда дает положительный результат. Если увеличивать толщину только одного коренного листа, оставляя толщину остальных листов неизменной, то это может привести к значительному снижению долговечности рессоры из-за преждевременной усталостной поломки утолщенного коренного листа. Если одновременно увеличить толщину коренного и остальных листов, то для сохранения заданных в расчете прогиба и среднего расчетного напряжения потребуется удлинить рессору, что не всегда возможно по компоновочным соображениям, и, кроме того, может привести к нерациональному увеличению массы рессоры в связи с уменьшением числа листов.

Крепление концов рессор на резиновых опорах используется в подвесках автобусов и некоторых моделей грузовых автомобилей. Резиновые опоры являются хорошим изолятором от шума и гасителем вибраций, их не надо смазывать и, кроме того, они позволяют при необходимости повысить долговечность рессор, когда по соображениям компоновки нельзя существенно увеличить их длину. Тем не менее эта конструкция в мировой практике автомобилестроения получила весьма ограниченное применение на грузовых автомобилях по следующим причинам: повышенная масса узла по сравнению с узлами с другими способами крепления; большая стоимость узла из-за необходимости применения резины высокого качества; снижение долговечности резиновых опор при работе с большими угловыми и продольными перемещениями.

Следует добавить, что при износе резиновых опор передних рессор передний мост получает возможность перемещаться в продольном направлении, в связи с чем нарушается кинематика рулевого управления. Это обстоятельство в сочетании с другими причинами способствует возникновению вынужденных колебаний, которые при определенной скорости автомобиля вступают в резонанс с собственными колебаниями всей системы управляемых колес.

Крепление фиксированною конца рессоры с отъемным ушком применяется в тех случаях, когда витые ушки не обеспечивают надежного соединения. При этом креплении толщина коренного листа, а следовательно, н длина рессоры определяются в зависимости только от вертикальных нагрузок. Отъемные ушки, так же как и резиновые опоры, позволяют при необходимости повысить долговечность рессор, когда по компоновочным соображениям нельзя значительно увеличить их длину.

Отъемное ушко имеет отверстие правильной геометрической формы, поэтому втулку можно подвергнуть термообработке, что значительно повышает долговечность шарнира. Данная конструкция по сравнению с витым ушком отличается несколько повышенной трудоемкостью изготовления и большей массой.

Крепление свободного конца рессоры с помощью скользящей опоры было выбрано для подвески автомобиля ЗИЛ-130 прежде всего потому, что в этом случае наипростейшим образом исключаются точки смазки. По долговечности указанный узел после соответствующей доводки конструкции не уступает креплению с помощью серьги н превосходит крепление на резиновой опоре.

Пружина (устройство) — Энциклопедия Нового Света

Винтовые или винтовые пружины, предназначенные для растяжения.

Пружина представляет собой гибкое эластичное устройство, используемое для накопления механической энергии. Когда к пружине прикладывается сила, она расширяется или сжимается до определенной степени, а когда сила снимается, пружина пытается вернуться в свое прежнее состояние.

Пружины могут быть изготовлены из различных эластичных материалов, включая жидкости, но пружины, используемые в механических устройствах, обычно изготавливаются из металла. Они также различаются по форме; знакомые формы – спиральные, спиральные и плоские.

Содержание

1 Исторический вид
2 Материалы, используемые для пружин
3 типа пружин
4 Теория
- 4.1 Закон Гука
- 4.2 Простое гармоническое движение
5 Пружины нулевой длины
6 Примечания
7 Каталожные номера
8 Внешние ссылки
9 кредитов

По своему поведению пружины используются для перемещения объектов, поглощения вибраций и контроля механических ударов. Например, они используются в часах, амортизаторах, моторизованных игрушках, пого-стиках, клапанах автомобильных двигателей и механизмах закрытия дверей. Технически деревянный лук — это форма пружины.

Исторический вид

Простые невитые пружины, такие как лук (используемый со стрелой), использовались на протяжении большей части истории человечества. В бронзовом веке использовались более сложные пружинные устройства, о чем свидетельствует распространение пинцета во многих культурах. Ктесибий Александрийский разработал метод изготовления бронзы с пружинящими характеристиками путем производства сплава бронзы с повышенным содержанием олова, а затем его упрочнения ковкой после отливки.

Спиральные пружины появились в начале пятнадцатого века,

[1] что привело к разработке первых часов с пружинным приводом в этом столетии. ^[2] ^[3] ^[4] К шестнадцатому веку были произведены первые большие часы с пружинным приводом.

Материалы, используемые для пружин

Как отмечалось выше, для изготовления пружин могут использоваться различные эластичные материалы. Даже жидкости под давлением обладают пружинящими свойствами. Однако большинство пружин изготовлено из металла, особенно из закаленной стали. Маленькие пружины могут быть намотаны из предварительно закаленной заготовки, а более крупные изготавливаются из отожженной стали и закаляются после изготовления. Также используются некоторые цветные металлы, в том числе фосфористая бронза для деталей, требующих коррозионной стойкости, и бериллиевая медь для пружин, проводящих электрический ток (поскольку ее электрическое сопротивление низкое).

Типы пружин

Спиральная пружина.

Пружины классифицируются по их свойствам.

В зависимости от нагрузки они могут быть классифицированы как:

Пружина растяжения/растяжения
Пружина сжатия
Пружина кручения

В случае пружин растяжения/растяжения и пружин сжатия существует осевая нагрузка. С другой стороны, торсионная пружина имеет скручивающую силу.

В зависимости от материала пружины можно классифицировать как:

Проволочная/винтовая пружина
Плоская пружина

Наиболее распространенные типы пружин:

Консольная пружина – пружина, закрепленная только на одном конце.
Спиральная пружина или винтовая пружина – пружина (изготовленная путем намотки проволоки вокруг цилиндра) и коническая пружина – это типы пружины кручения, поскольку сама проволока скручивается, когда пружина сжимается или растягивается. Они, в свою очередь, бывают двух типов:
- Пружины сжатия предназначены для того, чтобы становиться короче при загрузке. Их витки не соприкасаются в ненагруженном положении и не нуждаются в точках крепления.
  - Спиральная пружина представляет собой пружину сжатия в форме конуса, разработанную таким образом, что при сжатии витки не прижимаются друг к другу, что обеспечивает более длинный ход.
- Натяжение Пружины растяжения или предназначены для удлинения под нагрузкой. Их витки обычно соприкасаются в ненагруженном положении, и на каждом конце у них есть крючок, проушина или какое-либо другое средство крепления.
Шпилька или пружина баланса – тонкая спиральная пружина кручения, используемая в часах, гальванометрах и местах, где электричество должно подаваться к частично вращающимся устройствам, таким как рулевые колеса, без помех вращению.
Листовая рессора – плоский упругий лист, используемый в подвесках транспортных средств, электрических выключателях, дугах.
V-образная пружина – используется в старинных механизмах огнестрельного оружия, таких как колесные замки, кремневые замки и замки с пистонами.

Другие типы включают:

Шайба Бельвиля или пружина Бельвиля — дискообразная пружина, обычно используемая для натяжения болта (и в механизме инициирования наземных мин, активируемых давлением).
Пружина постоянной силы – туго скрученная лента, которая при развертывании оказывает почти постоянное усилие.
Газовая пружина – объем сжатого газа.
Идеальная пружина – условная пружина, используемая в физике: она не имеет веса, массы или потерь на демпфирование.
Основная пружина – пружина в форме спиральной ленты, используемая в качестве источника питания в наручных часах, музыкальных шкатулках, заводных игрушках и фонариках с механическим приводом
Резиновая лента – пружина растяжения, в которой энергия накапливается за счет растяжения материала.
Пружинная шайба – используется для приложения постоянного растягивающего усилия вдоль оси крепежного изделия.
Пружина кручения – любая пружина, предназначенная для скручивания, а не для сжатия или растяжения. Используется в торсионных подвесках автомобилей.
Негаторная пружина – тонкая металлическая полоска, слегка вогнутая в поперечном сечении. В свернутом состоянии он принимает плоское поперечное сечение, но в развернутом виде возвращается к своей прежней кривой, создавая, таким образом, постоянную силу на всем протяжении смещения и отрицает любую тенденцию к перемотке назад. Наиболее распространенным применением является втягивающаяся стальная рулетка. ^[5]
Волновая пружина – тонкая пружинная шайба, в которую запрессованы волны. ^[6]

Теория

Две пружины, прикрепленные к стене, и груз. В такой ситуации две пружины можно заменить одной с жесткостью k _eq =k ₁ +k ₂ .

В классической физике пружину можно рассматривать как устройство, которое поглощает потенциальную энергию при растяжении или сжатии. Растяжение или сжатие напрягает связи между атомами упругого материала.

Закон Гука

Если пружина подвергается лишь незначительному растяжению или сжатию, она подчиняется закону упругости Гука. Этот закон был назван в честь британского физика Роберта Гука, открывшего этот принцип в 1676 году.

Проще говоря, закон Гука гласит, что сила, с которой пружина отталкивается назад к своему положению равновесия, линейно пропорциональна расстоянию от ее равновесной длины. Точнее, закон Гука гласит, что удлинение эластичного стержня (его длина в натянутом состоянии минус длина в расслабленном состоянии) линейно пропорционально его натяжению, силе, используемой для его растяжения. Точно так же сжатие (отрицательное растяжение) пропорционально сжатию (отрицательное напряжение).

Этот закон справедлив только приблизительно и только тогда, когда деформация (растяжение или сжатие) мала по сравнению с общей длиной пружины. При деформациях, превышающих предел упругости, атомные связи разрываются или перестраиваются, и пружина может сломаться, согнуться или деформироваться навсегда. Многие материалы не имеют четко определенного предела упругости, и закон Гука не может быть осмысленно применен к этим материалам.

В математических терминах закон Гука можно записать так:

F=-kx, {\displaystyle F=-kx,\}

, где

x – расстояние, на которое пружина была растянута или сжата,

F — восстанавливающая сила пружины, а

k – это жесткость пружины или жесткости пружины.

Простое гармоническое движение

Учитывая, что сила ( F ) равна массе ( м ), умноженной на ускорение, 9{2}}}+{\frac {k}{m}}x=0\,}

Решением этого уравнения является сумма синуса и косинуса:

x (t) = Asin⁡ (tkm) + Bcos⁡ (tkm). {\ displaystyle x (t) = A \ sin \ left (t {\ sqrt {\ frac {k} {m}} }\right)+B\cos \left(t{\sqrt {\frac {k}{m}}}\right).\,}

График этой функции представлен на изображении на верно.

Пружины нулевой длины

«Пружина нулевой длины» — это стандартный термин для пружины, которая не оказывает никакого усилия, когда имеет нулевую длину. На практике пружина с «отрицательной» длиной (в которой витки сжимаются, когда пружина расслаблена) сочетается с дополнительной длиной неэластичного материала.

Этот тип пружины был разработан в 1932 году Люсьеном ЛаКосте для использования в вертикальном сейсмографе. Пружина нулевой длины может быть прикреплена к массе на шарнирной стреле, так что сила, действующая на массу, почти точно уравновешивается вертикальной составляющей силы пружины, независимо от положения стрелы. Это создает маятник с очень длинным периодом. Маятники с длинным периодом позволяют сейсмометрам обнаруживать самые медленные волны землетрясений. Подвеска LaCoste с пружинами нулевой длины также используется в гравиметрах, поскольку она очень чувствительна к изменениям силы тяжести.

Пружины для закрывания дверей часто имеют примерно нулевую длину, поэтому они будут прилагать усилие, даже когда дверь почти закрыта, позволяя двери плотно закрываться.

Примечания

↑ Пружины Как производятся продукты. Проверено 3 апреля 2010 г.
↑ Уайт-младший, Линн, Средневековые технологии и социальные изменения . (Нью-Йорк: Oxford Univ. Press, 1966, стр. 126-127. ISBN 0195002660).
↑ Usher, Abbott Payson, История механических изобретений (Нью-Йорк: Довер, 1988, стр. 305. ISBN 048625593X). Проверено 3 апреля 2010 г.
↑ Дорн-ван Россум, Герхард, История часа: часы и современные временные порядки . (Чикаго: Univ. of Chicago Press, 1997, стр. 121. ISBN 0226155102). Проверено 3 апреля 2010 г.
↑ Сэмюэл, Эндрю и Джон Вейр, Введение в инженерный дизайн: моделирование, синтез и стратегии решения проблем , 2-е изд. (Оксфорд, Англия: Butterworth-Heinemann, 1999, стр. 134. ISBN 0750642823).
↑ Дэвис, Томас Бибер и Карл А. Нельсон-старший, Карманное руководство Audel Mechanical Trades , 4-е изд. (Хобокен, Нью-Джерси: Wiley, 2003, стр. 275. ISBN 9780764541704).

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

Associated Spring Corporation. 1964. Справочник по проектированию механических пружин . Бристоль, Коннектикут: Associated Spring Corp. ASIN: B000TRJQEU.

Brown, A. A. D. 1981. Механические пружины . Руководства по инженерному проектированию, 42. [Sl]: Опубликовано для Совета по проектированию, Британского института стандартов и Совета инженерных институтов издательством Oxford University Press. ISBN 0198591810 .

Дорн-ван Россум, Герхард. 1997. История часа: часы и современные временные порядки. Чикаго: ун-т. из Чикаго Пресс. ISBN 0226155102 .

Ашер, Эбботт Пейсон. 1988. История механических изобретений. Нью-Йорк: Дувр. ISBN 048625593X.

Валь, А. М. 1963. Механические пружины . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. OCLC 562873.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 8 февраля 2023 г.

Пружины. Как производятся продукты.
Терминология Spring

Авторы

Энциклопедия Нового Света авторов и редакторов переписали и дополнили статьи Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Кредит должен соответствовать условиям этой лицензии, которая может ссылаться как на Энциклопедия Нового Света участников и самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

Spring_(устройство) ^{история}
Spring_(device) ^history

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

История “Spring (устройство)”

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.