Tehnik-ast.ru

Электро Техник
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как в домашних условиях сделать пружину – процесс изготовления своими руками из струны

Как в домашних условиях сделать пружину – процесс изготовления своими руками из струны

Изготовить небольшую пружину вполне реально как сделать пружину в домашних условиях

Конечно, пружины для ответственных механизмов, работающих в интенсивном режиме, лучше всего изготавливать в производственных условиях, где есть возможность не только правильно подобрать, но и соблюсти все параметры технологического процесса. Если же нестандартная пружина вам требуется для использования в механизме, который будет эксплуатироваться в щадящем режиме, то можно сделать ее и в домашних условиях.

О диаметре

Как сделать пружину? Какой диаметр проволоки выбрать? Специалисты рекомендуют использовать расходный материал с диаметром не более 0,2 см. Ввиду того что такая проволока легко гнется, для нее не требуется предварительная термическая обработка. Перед наматыванием на оправку она разгибается и тщательно выравнивается. При выборе диаметра для оправки следует исходить из размеров будущей пружины. Иными словами, нужно учитывать внутреннее поперечное сечение изделия. Многие мастера компенсируют упругие деформации проволоки, подбирая оправки заведомо меньшего диаметра. При работе с проволокой толще 0,2 см часто возникают трудности при наматывании ее на оправку. В таком случае придется выполнить ее предварительный отжиг.

Что потребуется

Чтобы сделать пружину своими руками, подготовьте следующие расходные материалы и оборудование:

  • стальную проволоку, диаметр которой должен соответствовать размеру поперечного сечения витков вашего будущего пружинного изделия;
  • обычную газовую горелку;
  • инструмент, который обязательно есть в каждой слесарной мастерской;
  • слесарные тиски;
  • печь, в качестве которой может быть использовано и нагревательное устройство бытового назначения.

Навивать спираль легче с помощью приспособлений, конструкция которых зависит от размеров и жесткости пружины

Проволоку, если ее диаметр не превышает 2 мм, можно не подвергать предварительной термической обработке, так как ее легко согнуть и без этого. Перед тем как наматывать такую проволоку на оправку требуемого диаметра, ее необходимо разогнуть и тщательно выровнять по всей длине намотки.

Выбирая диаметр оправки, следует учитывать размеры пружины, которую вы собираетесь сделать в домашних условиях. Чтобы компенсировать упругую деформацию проволоки, диаметр оправки выбирают несколько меньше, чем требуемый размер внутреннего поперечного сечения будущего изделия.

Приспособление для навивки спиральной пружины

В том случае, если диаметр проволоки, из которой вы своими руками собираетесь сделать пружину, больше 2 мм, ее необходимо предварительно отжечь, так как без такой процедуры выравнивать ее и навивать на оправку будет затруднительно.

С чего нужно начать?

Специалисты рекомендуют использовать проволоку от какой-либо старой пружины, диаметр которой не устраивает владельца. Мастеру останется только ее выровнять и намотать на оправку с сечением нужного размера. Для этого проволока должна быть абсолютно ровной. Она будет намного пластичнее, если ее обработать в специальной печи. При отсутствии таковой подойдет любое другое устройство, которое можно растопить с помощью дров. Как утверждают опытные мастера, достаточное количество тепла для обжига дает береза. После растопки печи нужно дождаться, чтобы в ней прогорели дрова. Оставаться должны одни угли. В них следует положить старую пружину. Если изделие достаточно раскалилось, оно приобретет красный цвет. Теперь пружину можно отодвигать в сторону, чтобы она остывала на воздухе. После этой процедуры метал станет пластичным и с ним легко будет работать.

Особенности технологии

Технологический процесс изготовления упругих элементов зависит от технических требований, предъявляемых к конструкции. Сделать пружину не так просто, как обычную деталь, которая не должна обладать особыми упругими свойствами. Для этого требуется специальное оборудование и оснастка.

Навивка пружин с круглым сечением витка проводится следующими методами:

  • Холодная. Применяется для малых и средних размеров (диаметр проволоки до 8 миллиметров).
  • Горячая. Для больших диаметров.

Технология навивки пружины

После навивки упругие элементы подвергают различным видам термообработки. В ее ходе изделие приобретает заданные свойства.

Как сделать пружину?

Дождавшись, когда старое изделие достаточно остынет, приступают к его разматыванию. На оправку следует наматывать абсолютно ровную проволоку. Тем, кто не знает, как сделать пружину, специалисты рекомендуют располагать витки вплотную. На данном этапе мастеру придется приложить физическое усилие. Оправка зажимается в слесарных тисках.

как самому сделать пружину

Работать будет гораздо легче, если использовать плоскогубцы. Судя по отзывам опытных мастеров, очень часто у новичков возникают трудности при подборе размера оправки. Не исключено, что работать придется не с одной оправкой, а с несколькими с различными сечениями. Диаметр для самодельной пружины в таком случае подбирается опытным путем.

Используемое оборудование и оснастка

Чтобы сделать упругий элемент, требуется специализированное оборудование. Это навивочные станки. Сделать деталь можно и на обычном токарном станке, но потребуется его дооборудование специальной оснасткой. Средние и крупные серии изготавливают на полуавтоматических установках, работающих с минимальным вмешательством оператора. Сделать пружину из проволоки можно и вручную. Для этого также потребуется специальная оснастка.

На следующем этапе механической обработки торцы шлифуются на торцешлифовочных станках. При единичном производстве или малых сериях это можно сделать шлифовальном круге.

Термообработка проводится с применением оправок, предотвращающих деформацию изделия, в специализированных печах для закалки и отпуска. Обе операции можно сделать и в универсальной печи.

Используемое оборудование и оснастка

Для контроля качества используются нагрузочные установки и измерительные комплексы. При единичном производстве измерения можно сделать и универсальным инструментом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Закалка изделия

Тому, кто интересуется, как сделать пружину самому, опытные мастера советуют также уделить внимание ее закаливанию. Данная процедура заключается в термической обработке изделия с целью придать ему требуемую упругость.

Термообработка изделия.

Пружина, прошедшая закалку, по сравнению со своим первоначальным состоянием становится гораздо тверже и прочнее. Термообработка выполняется в специальных печах при температуре от 830 до 870 градусов. Справиться с этой работой можно также и в домашних условиях при помощи обычной газовой горелки. Поскольку температурные датчики в таких устройствах обычно отсутствуют, домашнему умельцу контролировать процесс придется визуально. В качестве ориентира можно использовать цвет раскаляемого изделия. Металл при нагреве до 800 градусов становится вишнево-красным. Это значит, что вынимать изделие из печи пока рано. Если пружина достаточно нагрелась (870 градусов), она станет светло-красной. Теперь ее следует охладить. Для этой цели подойдет трансформаторное или веретенное масло. В специальных заводских термических печах металлы подвергаются нагреву до 1050 градусов. Изделия при таком температурном режиме приобретают оранжевые оттенки.

Читайте так же:
Вес металлического листа 3мм

Пошаговая инструкция

Первое, что необходимо сделать, если вы собираетесь изготовить пружину своими руками, – это подобрать материал для такого изделия. Оптимальным материалом в данном случае является другая пружина (главное, чтобы диаметр проволоки, из которой она изготовлена, соответствовал поперечному сечению витков пружины, которую вам надо сделать).

Подбирая материал от старой пружины, вы будите уверены, что проволока сделана из закаленной высокоуглеродистой стали

Отжиг проволоки для пружины, как уже говорилось выше, позволит вам сделать ее более пластичной, и вы без особого труда сможете выровнять ее и намотать на оправку. Для выполнения такой процедуры лучше всего использовать специальную печь, но если таковой нет в вашем распоряжении, то можно воспользоваться любым другим устройством, растапливаемым дровами.

В такой печи необходимо разжечь березовые дрова и, когда они прогорят до углей, положить в них пружину, проволоку от которой вы собираетесь использовать. После того как пружина раскалится докрасна, угли надо сдвинуть в сторону и дать нагретому изделию остыть вместе с печью. После остывания проволока станет значительно пластичней, и вы без труда сможете работать с ней в домашних условиях.

Читать также: Лифан икс 80 в россии

Ставшую мягкой проволоку следует тщательно выровнять и начать наматывать на оправку требуемого диаметра. При выполнении такой процедуры важно следить за тем, чтобы витки располагались вплотную друг к другу. Если вы никогда не занимались намоткой пружин ранее, можно предварительно посмотреть обучающее видео, которое несложно найти в интернете.

Для намотки небольшой пружины можно использовать шуруповерт

Чтобы ваша новая пружина обладала требуемой упругостью, ее необходимо закалить. Такая термическая обработка, как закалка, сделает материал более твердым и прочным. Для выполнения закалки готовую пружину надо нагреть до температуры 830–870°, для чего можно использовать газовую горелку. Ориентироваться на то, что требуемая температура закалки достигнута, можно по цвету раскаленной пружины: он должен стать светло-красным. Чтобы точно определить такой цвет, также ориентируйтесь на видео. После нагрева до требуемой температуры пружину необходимо охладить в трансформаторном или веретенном масле.

Цвета каления стали

После закалки пружину следует выдержать в сжатом состоянии на протяжении 20–40 часов, а затем обработать ее концы на точильном станке, чтобы сделать изделие требуемого размера.

После выполнения всех вышеописанных процедур пружину, которую вы сделали своими руками, можно начинать использовать по назначению.

Пружины – упругие элементы конструкций, служащие для накопления или рассеяния механической энергии. Они окружают нас со всех сторон — под клавишами клавиатуры компьютера, в подвеске автомобиля и в подъемном механизме дивана. Наиболее распространены витые пружины сжатия. Существует несколько способов сделать их.

Завершающий этап

После процедуры закаливания пружину следует сжать и оставить в таком положении на двое суток. Затем, используя точильный станок, обрабатываются ее концы. Это придаст кустарному изделию требуемый размер. После выполнения всех вышеперечисленных действий пружина считается готовой к эксплуатации. Как утверждают специалисты, кустарные самоделки не сравнить с аналогичными изделиями заводского производства.

как сделать пружину своими руками

Тем не менее нестандартные пружины широко используются в различных механизмах. Если их эксплуатировать в щадящем режиме, то пружины прослужат достаточно долго.

Требования к материалу

Прочностные параметры и отказоустойчивость изделия во многом определяются материалом, из которого его решили сделать. Металлурги выделяют в классификации сталей специальные рессорно-пружинные стали. Они обладают специфической кристаллической структурой, определяемой как химическим составом, так и проводимой термической обработкой изделий. Высоколегированные сплавы повышенной чистоты и высокого металлургического качества обеспечивают высокую упругость и пластичность, способны сохранять свои физико-механические свойства после многократных деформаций.

Популярность среди конструкторов механизмов приобрели пружинные сплавы 60С2А, 50ХФА и нержавейка 12Х18Н10Т

Читать также: Ремонт насоса гур лансер 9

Последовательность действий

1. Прежде, чем закалить проволоку для пружины следует проверить материал основы и убедиться, что используемая проволока углеродистой стали.

2. Процедура отжига, как сказано ранее, способна добавить пластичности. Это облегчит процесс выравнивания и намотки на оправку. Для этого можно особую печь или любую подходящую. В быту закалять возможно в наиболее подходящей конструкции (металлической или кирпичной). Для этого разжигается обычный костер и после в уголь помещается будущая пружина. После нагрева заготовки докрасна проволоку нужно изъять и позволить остыть естественным путем. Остывшая проволока будет существенно мягче и с ней можно будет комфортно работать.

Как сделать пружину своими руками из проволоки и на производстве: описываем досконально

Стальные пружины могут быть разных конфигураций и не всегда можно приобрести нужного вида – товар достаточно редкий на рынке. По этой причине для своих нужд я их делаю самостоятельно.

Что потребуется

Чтобы сделать пружину своими руками, подготовьте следующие расходные материалы и оборудование:

  • стальную проволоку, диаметр которой должен соответствовать размеру поперечного сечения витков вашего будущего пружинного изделия;
  • обычную газовую горелку;
  • инструмент, который обязательно есть в каждой слесарной мастерской;
  • слесарные тиски;
  • печь, в качестве которой может быть использовано и нагревательное устройство бытового назначения.
Читайте так же:
Детектор скрытой проводки леруа мерлен

Навивать спираль легче с помощью приспособлений, конструкция которых зависит от размеров и жесткости пружины

Проволоку, если ее диаметр не превышает 2 мм, можно не подвергать предварительной термической обработке, так как ее легко согнуть и без этого. Перед тем как наматывать такую проволоку на оправку требуемого диаметра, ее необходимо разогнуть и тщательно выровнять по всей длине намотки.

Выбирая диаметр оправки, следует учитывать размеры пружины, которую вы собираетесь сделать в домашних условиях. Чтобы компенсировать упругую деформацию проволоки, диаметр оправки выбирают несколько меньше, чем требуемый размер внутреннего поперечного сечения будущего изделия.

Приспособление для навивки спиральной пружины

В том случае, если диаметр проволоки, из которой вы своими руками собираетесь сделать пружину, больше 2 мм, ее необходимо предварительно отжечь, так как без такой процедуры выравнивать ее и навивать на оправку будет затруднительно.

Требования к проволоке и ее диаметру

Стальная проволока для изготовления пружины, которая впоследствии будет подвергаться закалке, должна соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ 14963-78. Согласно документу она классифицируется по таким признакам:

  • способу навивки (холодным способом и горячим);
  • способу отделки поверхности (без отделки и с отделкой);
  • точности изготовления (нормальная и повышенная);
  • классу механических свойств (общего и ответственного назначения);
  • диаметру (от 0,5 до 14 мм);
  • виду поставки (в прутках или мотках).

На промышленных предприятиях методом холодной навивки изготавливают пружины из проволоки, диаметр которой не превышает 16 мм, горячим способом – вплоть до 80 мм. При этом на производстве они навиваются с помощью вращающейся оправки, подающих роликов и одного или двух упорных штифтов.

Изготавливают изделия из проволоки марок 51ХВА, 70С3А, 65С2ВА, 60С2А, 65Г, 60ХВА с поверхностью шлифованной, полированной или без шлифования и полировки. По этому признаку и способу изготовления проволока выпускается в прутках или мотках таких групп:

  • А, Б, В, Г, Е – со специальной отделкой;
  • Н – без отделки.

Условное обозначение проволоки в технической документации и на сопроводительных бирках состоит из цифр и букв:

ХХХХХ (1) – Х (2) – Х (3) – Х (4) – ХХ (5) – ХХ (6) ГОСТ 14963-78 (7)

  • 1 – марка стали;
  • 2 – способ отделки поверхности;
  • 3 – точность изготовления;
  • 4 — класс механической точности;
  • 5 — способ навивки;
  • 6 — диаметр в мм;
  • 7 — обозначение стандарта.

Например, проволока с полированной поверхностью, изготовленная из стали 60С2А повышенной точности I класса для пружин горячей навивки диаметром 2,0 мм будет иметь следующее обозначение:

60С2А – А – П – I – ГН – 2,0 ГОСТ 14963-78

В государственном стандарте оговариваются допустимые предельные отклонения, овальность и недопустимость наличия определенных видов дефектов, а также способы упаковки и транспортировки.

Расчет пружины

Для этого необходимо воспользоваться таблицей в разделе пружины, чтобы правильно выбрать диаметр стальной проволоки, количество витков и шаг. При этом огромную роль играет то, как должна работать новая пружина – на сжатие или растяжение. Последняя разновидность пружин может иметь довольно сложную конструкцию, но и ее можно сделать самостоятельно. Выполнив предварительные расчеты и выяснив толщину проволоки для стальной пружины, шаг и количество витков, а также определив конструкционные особенности и создав чертеж будущей пружины, можно переходить к практическим действиям.

Так же есть специальный софт для расчета всех параметров:

Пошаговая инструкция

Первое, что необходимо сделать, если вы собираетесь изготовить пружину своими руками, – это подобрать материал для такого изделия. Оптимальным материалом в данном случае является другая пружина (главное, чтобы диаметр проволоки, из которой она изготовлена, соответствовал поперечному сечению витков пружины, которую вам надо сделать).

Подбирая материал от старой пружины, вы будите уверены, что проволока сделана из закаленной высокоуглеродистой стали

Отжиг проволоки для пружины, как уже говорилось выше, позволит вам сделать ее более пластичной, и вы без особого труда сможете выровнять ее и намотать на оправку. Для выполнения такой процедуры лучше всего использовать специальную печь, но если таковой нет в вашем распоряжении, то можно воспользоваться любым другим устройством, растапливаемым дровами.

В такой печи необходимо разжечь березовые дрова и, когда они прогорят до углей, положить в них пружину, проволоку от которой вы собираетесь использовать. После того как пружина раскалится докрасна, угли надо сдвинуть в сторону и дать нагретому изделию остыть вместе с печью. После остывания проволока станет значительно пластичней, и вы без труда сможете работать с ней в домашних условиях.

Ставшую мягкой проволоку следует тщательно выровнять и начать наматывать на оправку требуемого диаметра. При выполнении такой процедуры важно следить за тем, чтобы витки располагались вплотную друг к другу. Если вы никогда не занимались намоткой пружин ранее, можно предварительно посмотреть обучающее видео, которое несложно найти в интернете.

Для намотки небольшой пружины можно использовать шуруповерт

Чтобы ваша новая пружина обладала требуемой упругостью, ее необходимо закалить. Такая термическая обработка, как закалка, сделает материал более твердым и прочным. Для выполнения закалки готовую пружину надо нагреть до температуры 830–870°, для чего можно использовать газовую горелку. Ориентироваться на то, что требуемая температура закалки достигнута, можно по цвету раскаленной пружины: он должен стать светло-красным. Чтобы точно определить такой цвет, также ориентируйтесь на видео. После нагрева до требуемой температуры пружину необходимо охладить в трансформаторном или веретенном масле.

Цвета каления стали

После закалки пружину следует выдержать в сжатом состоянии на протяжении 20–40 часов, а затем обработать ее концы на точильном станке, чтобы сделать изделие требуемого размера.

После выполнения всех вышеописанных процедур пружину, которую вы сделали своими руками, можно начинать использовать по назначению.

Изготовление пружины

У нас имеется чертеж, стальная струна нужной толщины и подходящего диаметра стальная трубка для намотки пружины.

Читайте так же:
Какое масло залить в компрессор воздушный электрический

Типичные ошибки

Зажимаем оправку в патроне токарного станка. Вставляем конец стальной проволоки в отверстие в оправке, запускаем вращение и плотно наматываем стальную струну.

Проверив толщину пружины штангенциркулем, кусачками обрезаем проволоку и наблюдаем, как наша пружина увеличивается в диаметре.

К тому же снять ее с оправки будет довольно проблематично – для этого придется обрезать струну в самом начале витка.

Делаем правильно

Зажимаем проволоку на оправке с помощью винта.

Теперь нам необходимо создать натяжение стальной струны перед намоткой.

При помощи обычного куска плотного пластика зажать проволоку в держателе резцов будет недостаточно. Нам понадобится специальное приспособление с направляющей, в котором натяжение проволоки можно регулировать прижимной пластиной из мягкого металла (медь или бронза).
Также необходимо отрегулировать скорость вращения патрона токарного станка и перемещение рабочей платформы для получения нужного шага пружины.

Намотка

Медленно вращая станок, делаем намотку первых двух витков один к одному – это начало нашей пружины. Далее активируем вращение с перемещением рабочей платформы и выполняем расчетное количество витков.

В конце также делаем два оборота с плотной намоткой. Отрезаем кусачками проволоку и ослабляем зажимной болт. Проверяем шаг при помощи линейки.

В пружине, работающей на сжатие, кусачками обрезаем оставшиеся концы проволоки и стачиваем края, чтобы они стали плоскими.

Изготовление двойной пружины на кручение

Научившись делать обычную пружину на растяжение/сжатие, вы легко сможете своими руками сделать схожий элемент, работающий на кручение. Для этого зажимаем проволоку на оправке, делаем нужное число витков один к одному и снимаем намотку с трубки. При помощи плоскогубцев придаем нужную форму прижимной скобе и снова одеваем ее на оправку свободным концом. При этом будьте внимательны, чтобы направление витков совпадало с первой намоткой. Сделайте такое же количество оборотов и откусите кусачками готовое изделие, оставив пару сантиметров для фиксации пружинного блока.

Направление хода пружины

В некоторых случаях направление хода пружины может иметь значение – если в конструкции на одном участке установлены два пружинных элемента с разной направленностью, это может привести к некорректным результатам.
Не забывайте использовать средства индивидуальной защиты и придерживаться правил работы на токарном станке. Как видим, нет ничего сложного в изготовлении пружинных элементов, и при наличии доступа к токарному станку вы всегда сможете сделать их самостоятельно.

Как найти коэффициент жёсткости пружины: формула, определение

Рано или поздно при изучении курса физики ученики и студенты сталкиваются с задачами на силу упругости и закон Гука, в которых фигурирует коэффициент жесткости пружины. Что же это за величина, и как она связана с деформацией тел и законом Гука?

Сила упругости и закон Гука

Для начала определим основные термины, которые будут использоваться в данной статье. Известно, если воздействовать на тело извне, оно либо приобретет ускорение, либо деформируется. Деформация — это изменение размеров или формы тела под влиянием внешних сил. Если объект полностью восстанавливается после прекращения нагрузки, то такая деформация считается упругой; если же тело остается в измененном состоянии (например, согнутом, растянутом, сжатым и т. д. ), то деформация пластическая.

Примерами пластических деформаций являются:

  • лепка из глины;
  • погнутая алюминиевая ложка.

В свою очередь, упругими деформациями будут считаться:

  • резинка (можно растянуть ее, после чего она вернется в исходное состояние);
  • пружина (после сжатия снова распрямляется).

В результате упругой деформации тела (в частности, пружины) в нем возникает сила упругости, равная по модулю приложенной силе, но направленная в противоположную сторону. Сила упругости для пружины будет пропорциональна ее удлинению. Математически это можно записать таким образом:

где F — сила упругости, x — расстояние, на которое изменилась длина тела в результате растяжения, k — необходимый для нас коэффициент жесткости. Указанная выше формула также является частным случаем закона Гука для тонкого растяжимого стержня. В общей форме этот закон формулируется так: «Деформация, возникшая в упругом теле, будет пропорциональна силе, которая приложена к данному телу». Он справедлив только в тех случаях, когда речь идет о малых деформациях (растяжение или сжатие намного меньше длины исходного тела).

Определение силы упругости

Определение коэффициента жесткости

Коэффициент жесткости (он также имеет названия коэффициента упругости или пропорциональности) чаще всего записывается буквой k, но иногда можно встретить обозначение D или c. Численно жесткость будет равна величине силы, которая растягивает пружину на единицу длины (в случае СИ — на 1 метр). Формула для нахождения коэффициента упругости выводится из частного случая закона Гука:

Чем больше величина жесткости, тем больше будет сопротивление тела к его деформации. Также коэффициент Гука показывает, насколько устойчиво тело к действию внешней нагрузки. Зависит этот параметр от геометрических параметров (диаметра проволоки, числа витков и диаметра намотки от оси проволоки) и от материала, из которого она изготовлена.

Единица измерения жесткости в СИ — Н/м.

Расчет жесткости системы

Встречаются более сложные задачи, в которых необходим расчет общей жесткости. В таких заданиях пружины соединены последовательно или параллельно.

Последовательное соединение системы пружин

При последовательном соединении общая жесткость системы уменьшается. Формула для расчета коэффициента упругости будет иметь следующий вид:

1/k = 1/k1 + 1/k2 + … + 1/ki,

где k — общая жесткость системы, k1, k2, …, ki — отдельные жесткости каждого элемента, i — общее количество всех пружин, задействованных в системе.

Коэффициент жесткости пружин

Параллельное соединение системы пружин

В случае когда пружины соединены параллельно, величина общего коэффициента упругости системы будет увеличиваться. Формула для расчета будет выглядеть так:

Читайте так же:
Как рассчитать мощность при последовательном соединении

k = k1 + k2 + … + ki.

Измерение жесткости пружины опытным путем — в этом видео.

Вычисление коэффициента жесткости опытным методом

С помощью несложного опыта можно самостоятельно рассчитать, чему будет равен коэффициент Гука. Для проведения эксперимента понадобятся:

  • линейка;
  • пружина;
  • груз с известной массой.

Последовательность действий для опыта такова:

  1. Необходимо закрепить пружину вертикально, подвесив ее к любой удобной опоре. Нижний край должен остаться свободным.
  2. При помощи линейки измеряется ее длина и записывается как величина x1.
  3. На свободный конец нужно подвесить груз с известной массой m.
  4. Длина пружины измеряется в нагруженном состоянии. Обозначается величиной x2.
  5. Подсчитывается абсолютное удлинение: x = x2-x1. Для того чтобы получить результат в международной системе единиц, лучше сразу перевести его из сантиметров или миллиметров в метры.
  6. Сила, которая вызвала деформацию, — это сила тяжести тела. Формула для ее расчета — F = mg, где m — это масса используемого в эксперименте груза (переводится в кг), а g — величина свободного ускорения, равная приблизительно 9,8.
  7. После проведенных расчетов остается найти только сам коэффициент жесткости, формула которого была указана выше: k = F/x.

Примеры задач на нахождение жесткости

Задача 1

На пружину длиной 10 см действует сила F = 100 Н. Длина растянутой пружины составила 14 см. Найти коэффициент жесткости.

  1. Рассчитываем длину абсолютного удлинения: x = 14—10 = 4 см = 0,04 м.
  2. По формуле находим коэффициент жесткости: k = F/x = 100 / 0,04 = 2500 Н/м.

Ответ: жесткость пружины составит 2500 Н/м.

Задача 2

Груз массой 10 кг при подвешивании на пружину растянул ее на 4 см. Рассчитать, на какую длину растянет ее другой груз массой 25 кг.

Как сделать подвеску мягче? Развенчиваем мифы

Часто от владельцев автомобилей различного класса, можно услышать, что подвеска их железного коня – жесткая, кто-то говорит дубовая. Чувствуется буквально каждая мелкая неровность (кочка или ямка). Комфорт в салоне такого авто снижен, и постоянно в голове летает такая мысль – как сделать ее мягче? Чтобы как говорится — позвоночник не осыпался на сидение. И вот тут в интернете появляется огромное количество советов, которые иногда просто поражают своей неграмотностью. Сегодня завинчиваем мифы, а также подумаем над реальными способами сделать подвеску комфортнее …

Как сделать подвеску мягче

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Что только в интернете не пишут, это и подрезать пружины, и поставить другие «мягкие амортизаторы», кататься чуть ли не на зимней резине (в летний период) и т.д. Предлагаю обсудить каждый пункт отдельно, но в начале подумать, почему же подвеска может быть жесткой

Что такое жесткая и мягкая подвеска?

НА подвеску влияет большое количество факторов:

  • Это масса кузова
  • Форма кузова, высокие или наоборот приземистые
  • Размеры, колесная база
  • Скоростные и мощностные характеристики
  • Настройка

Немного теории, начнем с частоты колебания. Ведь даже при ходьбе, она присутствует, и человек в жизненном цикле привыкает к определенным показателям.

Привычная частота колебания человека при ходьбе, примерно 1 Гц (Герц). Если применить это к машине: частота выше — то будет жестко, а если ниже — то может укачивать.

У автомобиля, также есть этот параметр, только это частота колебания кузова с грузом и пассажирами на подвеске.

Достижение этого параметра обеспечивается жесткостью упругого элемента, приходящей на него массе кузова с грузом и пассажирами.

Простыми словами, чем больше кузов весит, тем мощнее и соответственно жёстче должны быть пружины.

Сильные пружины

Однако одна величина остается практически неизменной — статический прогиб упругого элемента (пружины или рессоры) в 25 см. Это разница величин свободной пружины и сжатой на подвеске (с пассажирами и грузом). При в приведенным к колесу виде, ведь в одних подвесках пружины работают напрямую, а в других через рычаг. Соответственно рычаг нужно брать во внимание.

Это в идеале!

Однако сейчас на современных автомобилях подвеска делается немного жестче, чем хотелось бы, давайте по пунктам:

  • При низкой жесткости сложно добиться высокой энергоемкости. Чтобы мягкую подвеску не пробивало препятствие, нужно делать большой ход сжатия. НО здесь есть две проблемы, нельзя сделать большой ход из-за ограничения по компоновки кузова (банально не позволят лонжероны или крылья). И ограничение по самой кинематики подвески. Подвеска работает по радиусу и при большом ходе сжатия увеличиваются нежелательные смешения рычагов, что снижает управляемость и увеличивает нагрузку на элементы.

Ход подвески

  • Буферы сжатия. Наверное, все слышали такое понятие работа подвески «на отбой». Некоторые производители в угоду потребителю могут ставить мягкие пружины и амортизаторы с «большим сжатием», но как правило такие подвески легко пробиваются на резких неровностях. Поэтому ставят так называемые буферы сжатия, резиновые элементы которые ограничивают ход. Они есть как у пружин, так и у рессор. НО если подвеска пробьется до «буфера» комфортность ее теряется в разы.

Буфер сжатия

  • Чем меньше, выше и легче легковой автомобиль. Тем сложнее добиться в нем плавности хода, а соответственно и мягкой подвески. Ведь требуются мягкие пружины, чтобы они давали комфортную частоту колебания. НО здесь есть еще одна проблема, загрузка автомобиля. Ведь если такую машинку сильно загрузить, то просадка будет сильной. Также стоит учитывать и кинематику подвески, ведь у малого авто радиусы работы будут меньше. А ведь загрузить машину иногда нужно также сильно (например, 4 человека + груз). Поэтому малолитражные машины зачастую самые жесткие, особенно настроенные на высокие скорости.

Легкий кузов

  • Стабилизатор поперечной устойчивости. Нужен, для увеличения угловой жесткости подвески, противостоит кренам кузова при поворотах. Помогает в кинематике, не выходить за предельно допустимые точки радиусного смешения подвески. Также помогает в управлении автомобилем.
  • Пневматическая подвеска. При ее установке, практически любую машину можно сделать комфортной и мягкой (с точки зрения водителя), однако стоимость системы запредельная. И на бюджетные марки ее не устанавливают
Читайте так же:
Замена ведущей звездочки на бензопиле хускварна

Хочется подвести небольшой итог. НА больших машинах сделать подвеску комфортной проще. Ибо масса кузова больше, колесная база больше, места для работы подвески предостаточно, настройки идут на высокие нагрузки и скорости. НА большой машине даже огромные пружины будут работать лучше.

НА малых, да еще и на высоких авто. Зачастую сделать мягкую и комфортную подвеску тяжелее. Например, у меня был FORD FUSION, он был реально дубовым (из-за того что короткая база и высокий кузов). Разгуляться в таком автомобиле производителю негде. Поэтому делают такие машины чуть жестче. Это не прихоть производителя, а необходимость.

Теперь я хочу поговорить над мифами, которые хотя по интернету

Подрезать или поставить другие пружины

Подрезать это вообще, какая-то дичь!

Подрезать пружины

Во-первых, нет 25 см, в снаряженном автомобиле, нужных для комфортной работы. Во-вторых, работа подвески будет наоборот рванной, да пружина станет чуть мягче, ей банально не будет хватать витков, нормально держать кузов. Центр тяжести кузова смешается, что крайне негативно влияет на управляемость. Если срезать больше витков, будете биться дном о дорогу, потому как опять не хватает пружине (скажем так мощности) чтобы держать кузов. ДА банально пружина может слететь со своего места.

Поставить другие пружины. Гипотетически это можно, однако их подбирают вместе с амортизаторами (про это чуть ниже). Вот только если поставите мощнее, машина станет жестче, а нам нужен комфорт. А если поставить мягче, чем у вас были, то банально кузов держаться не будет, постоянно будут пробои.

Поставить другие амортизаторы

Несмотря на их схожесть внешне, амортизаторы категорически различаются, они могут быть масляными, газо-масляными, однотрубными, двухтрубными и т.д., подробнее можете почитать здесь.

НО у них разная степень сжатия, простыми словами – разный рабочий ход. Ведь внутри можно установить различные перепускные клапана, от работы которых напрямую зависят характеристики. Будет амортизатор мягче или жестче.

Амортизаторы мягче

Если вы на штатные пружины, поставите жесткие «стойки», то опять же никакого толку от этого не будет, машина станет жестче

Если поставите мягкие амортизаторы, тогда кузов будет болтаться на малейшей неровности. Банально амортизатор не будет держать кузов.

Еще раз повторюсь, поставить другие амортизаторы и пружины можно, но это не так просто как кажется, их нужно подбирать по характеристикам вашего авто.

А слушать знатоков в интернете, которые говорят – «поставь мягкие пружины и амортизаторы и будет тебе счастье», нужно гнать метлой. С такими советами на резких поворотах можно уйти в кювет.

Шины с высоким протектором

Это более верный способ сделать подвеску чуть мягче. Например, если у вас стоит низкий протектор, 35 – 40 – 45. ТО машина будет немного жестче.

Низкий профиль

Можно взять диск меньше диаметром, но с большим протектором в 55 – 60.

Из-за того что резиновый корд стал больше, энергоемкость немного увеличится, но как показывает практика не намного. Если сильно утрировать, то к плавности можно будет прибавить всего 5 – 7% если замерять уровень шума в ДБ.

Также можно поставить менее шумные шины, про это писал здесь.

Легкие диски

Тут также есть немного истины. С дисками, как и с резиной можно поработать. Опять же снизить диаметр диска (если вы ставите покрышки больше профилем).

А также можно снизить вес диска, а соответственно можно снизить подрессоренную массу, как правильно это благоприятно сказывается на комфорте, не критично, но все же.

Заменить диски

Например вместо тяжелого штампованного колеса, можно поставить легкое кованный диск. Бывает и литье легче, но его нужно искать, некоторые литые диски наоборот тяжелее.

С таким подходом мягкости немного прибавится, но опять же не стоит ждать чудес.

Пневматическая подвеска

По сути это полностью переработанная, иногда даже работающая по другим принципам подвеска автомобиля. Здесь могут добавляться пневматические упругие баллоны, которые могут отлично работать как дополнительный демпфер. Вообще строений огромное количество, сейчас не об этом.

Пневматическая подвеска

НО тут есть две проблемы:

  • Не на все машины они есть. Особенно на малолитражки
  • Стоимость, обычно дорого. Полный комплект, если брать отечественный автомобиль, не брать Китай, начинается от 100 000 рублей

НО с таким решением, можно добиться мягкости и комфорта.

Народное решение

Как решается комфортность подвески в гаражных условиях. Все элементарно, кладется в багажник один или два мешка песка. И о чудо, козлик, который скакал по неровностям, становится намного мягче. НО почему?

Да все просто, изначально подвеску рассчитывали на массу с загрузкой, банально чтобы она держала этот вес (особенно на автомобилях с короткой базой). Как я и писал сверху, без загрузки она будет жестковатой, но стоит ее нагрузить, масса меняется, и подвеска начинает работать по-другому, как правило, она становится мягче.

Сейчас видео версия смотрим

На этом заканчиваю. В заключении хочется сказать производители далеко не дураки, у них нет задачи делать «зубодробильные» автомобили. Если у вашего авто подвеска жесткая, то скорее всего это зачем то делалось, либо из-за того, что у вас малый авто, высокий, у него короткая колесная база. Либо он динамичный, имеет мощный мотор (входит в повороты под 100 км/ч и имеет максимальную скорость в 250 — 300 км/ч) и т.д. И бездумно изменять характеристики, это банально опасно, подумайте над этим.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector