Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Вагоны Минимаркер Упругие свойства и основные характеристики пружин и рессор

Упругие свойства и основные характеристики пружин и рессор

Страница 8 из 12

Упругие свойства рессорного подвешивания оценивают с помощью силовых характеристик и коэффициентом жесткости или коэффициентом гибкости (гибкостью). Кроме того, рессоры и пружины характеризуются геометрическими размерами. К основным размерам (рис. 1) относятся: высота рессоры или пружины в свободном состоянии без груза Нсв и высота под грузом Hгр, длина рессоры, диаметр пружины, диаметр прутка, число рабочих витков пружины. Разность между Нсв и Hгр называется прогибом рессоры (пружины) f. Прогиб, полученный от спокойно лежащего на рессоре груза, называется статическим. У листовых рессор для более удобного измерения прогиб определяется размерами Нсв и Hгр около хомута. Гибкие свойства рессор (пружин) определяются одной из двух величин:

  • коэффициентом гибкости (или просто гибкостью);
  • коэффициентом жесткости (или просто жесткостью).

Основные размеры рессор и пружин

Рис. 1 – Основные размеры рессор и пружин

Прогиб рессоры (пружины) под действием силы, равной единице, называется гибкостью f0:

f0 = f/P,

где Р – внешняя сила, действующая на рессору, Н;

f – прогиб рессоры, м.

Важной характеристикой рессоры является ее жесткость ж, которая численно равна силе, вызывающей прогиб, равный единице. Таким образом,

ж = P/f.

Для рессор, у которых прогиб пропорционален нагрузке, справедлива равенство

P = жf.

Жесткость – величина, обратная гибкости. Гибкость и жесткость рессор (пружин) зависят от их основных размеров. При увеличении длины рессоры или при уменьшении числа и сечения листов гибкость ее увеличивается, а жесткость уменьшается. У пружин с увеличением среднего диаметра витков и их числа и с уменьшением сечения прутка гибкость увеличивается, а жесткость уменьшается.

По величине жесткости и прогиба пружины или рессоры определяется линейная зависимость между ее прогибом и силой упругости P = жf, представленная графически на (рис. 2). Диаграмма работы цилиндрической пружины, не имеющей трения (рис. 2, а), изображается одной прямой линией 0А, соответствующей как нагружению пружины (возрастанию Р), так и ее разгрузке (уменьшению Р). Жесткость в этом случае величина постоянная:

ж = P/f∙tg α.

Пружины переменной жесткости (апериодические) без трения имеют диаграмму в виде линии 0АВ (рис. 2, б).

Диаграммы работы пружин (а, б) и рессоры (в)

Рис. 2 – Диаграммы работы пружин (а, б) и рессоры (в)

При работе листовой рессоры возникает трение между ее листами, что способствует затуханию колебаний подрессоренного экипажа и создает более спокойное его движение. В то же время слишком большое трение, увеличивая жесткость рессоры, ухудшает качество подвешивания. Характер изменения силы упругости рессоры при статическом нагружении изображен на (рис. 2, в). Эта зависимость представляет замкнутую кривую линию, верхняя ветвь которой 0A1 показывает зависимость между нагрузкой и прогибом рессоры при ее нагружении, а нижняя А1А20 – при разгрузке. Разница между ветвями, характеризующими изменение сил упругости рессоры при ее нагружении и разгрузке, обусловливается силами трения. Площадь, ограниченная ветвями, равна работе, затраченной на преодоление сил трения между листами рессоры. При нагрузке силы трения как бы сопротивляются увеличению прогиба, а при разгрузке препятствуют выпрямлению рессоры. В вагонных рессорах сила трения увеличивается пропорционально прогибу, так как соответственно возрастают силы прижатия листов друг к другу. Величина трения в рессоре обычно оценивается так называемым коэффициентом относительного трения φ, равным отношению силы трения Rтр к силе Р, создающей упругую деформацию рессоры:

φ = Rтр/P.

Величина силы трения связана с прогибом f и жесткостью рессоры ж, обусловленной ее упругими свойствами, зависимостью

Rтр = φP = φжf.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика