Połączenia podatne

(sprężyste)

 Charakterystyka sprężyn
 Klasyfikacja sprężyn

Połączenia podatne części maszynowych
dokonuje się za pomocą łączników o dużej
odkształcalności. Mają one zdolność
sprężystego odkształcania się, dzięki czemu
połączenia mogą się wzajemnie przemieszczać.
Dużą odkształcalność możemy uzyskać poprzez
zastosowanie:

 materiałów o dużej podatności (mała

wartość modułu sprężystości wzdłużnej),
np. guma, układy płynowe,

 materiałów o dużym module sprężystości

wzdłużnej, dla których dużą odkształcalność
uzyskuje się poprzez nadanie łącznikom
odpowiedniego kształtu np. sprężyny.

Do najistotniejszych zadań spełnianych
przez sprężyny należy zaliczyć:

 nagromadzenie energii w celach

napędowych,

 łagodzenie uderzeń i wstrząsów,

 przejmowanie, wzbudzenie, tłumienie

drgań,

 wywieranie stałego nacisku podczas

pracy elementów np. kasowanie
luzów,

 regulacja i pomiar siły np.

dynamometr.

Charakterystyka sprężyn

Charakterystyką sprężyny (sztywnością
sprężyny)

C

nazywamy zależność między

jej odkształceniem (ugięciem) liniowym

f

lub kątowym



a obciążeniem siłą

P

lub

odpowiednio momentem

M

.



d

dM

C

df

dP

C





lub

Rozróżnia się charakterystyki liniowe oraz
nieliniowe progresywne i degresywne.

I

II

III

P

(

M

)

f

(



)

Charakterystyki sprężyn: I – liniowa, II –
degresywna,

III – progresywna.

Pole zawarte pod krzywą charakterystyki jest
miarą pracy odkształcenia

L

sprężyny i miarą

energii

potencjalnej

nagromadzonej

w

odkształconej sprężynie.

L

P

f

f

A

f

B

P

B

P

A

A

B

L

Ważną cechę sprężyny stanowi zdolność
do rozpraszania energii, której miarą jest
pole pętli histerezy.

obciążanie

f

P

odciążanie

Wskutek

pracy

tarcia

wewnętrznego

w

sprężynie, użyteczna energia potencjalna
nagromadzona w sprężynie odkształconej jest
mniejsza od całkowitej pracy włożonej podczas
odkształcania sprężyny.
Część pracy włożonej zużywana jest na
pokonanie oporów tarcia w sprężynie i jest
rozpraszana w otoczeniu w postaci ciepła.
Do tłumienia drgań i łagodzenia uderzeń
stosowane są sprężyny o dużej pracy tarcia i
znacznym polu pętli histerezy.
Sprężyny przeznaczone do akumulowania
energii (sprężyny napędowe) i do urządzeń
pomiarowych powinny mieć możliwie małe pola
pętli histerezy.

Klasyfikacja sprężyn

Sprężyny można klasyfikować według

różnych kryteriów, np. według:

 rodzaju dominujących naprężeń,

 sposobu obciążenia,

 kształtu - to kryterium ustala rodzaj

sprężyny.

Klasyfikacja

według

rodzaju

dominujących naprężeń:

– o naprężeniach skręcających,

– o naprężeniach gnących:

• naciskowe,

• skrętowe,

– o naprężeniach rozciągających lub

ściskających,

– o złożonym stanie naprężeń.

Klasyfikacja według sposobu obciążenia:

– obciążone siłą naciągową lub naciskową,

– obciążone momentem skręcającym,

– obciążone momentem zginającym.

Klasyfikacja według kształtu :

– cylindryczne śrubowe,

Klasyfikacja według kształtu :

– stożkowe śrubowe,

Klasyfikacja według kształtu :

– talerzowe,

Klasyfikacja według kształtu:

- pierścieniowe,

Klasyfikacja według kształtu:

- blokowe ,

Klasyfikacja według kształtu:

- tulejowe,

Klasyfikacja według kształtu:

- drążki skrętne ,

Klasyfikacja według kształtu:

- walcowe śrubowe,

Klasyfikacja według kształtu:

- spiralne,

Klasyfikacja według kształtu:

- płaskie płytowe.

Podatne elementy gumowe

Podatne elementy gumowe wykonuje się z gumy
naturalnej lub syntetycznej.
Do najistotniejszych zalet należy zaliczyć:

 małe moduły sprężystości

E

i

G

,

zapewniające dużą odkształcalność,

 dużą zdolność akumulowania energii,

 dużą zdolność tłumienia drgań,

 małą gęstość,

 łatwość łączenia z metalem poprzez

wulkanizowanie (klejenie),

 dużą odporność na zmęczenie,

 progresywną charakterystykę (zderzaki).

Do najistotniejszych wad należy zaliczyć:

 małą wytrzymałość mechaniczną,

 nieściśliwość,

 wrażliwość na zmiany temperatury,

 małą odporność na oleje i benzynę,

 naturalne starzenie się gumy,

 dużą objętość połączenia.

Podatne elementy gumowe stosowane są w

budowie maszyn, amortyzatorach, zderzakach,
tłumikach drgań i dźwięków, do
fundamentowania, w sprzęgłach, itp.