Упругие направляющие

Направляющие должны быть прочными, жесткими, износоустойчивыми, иметь высокую долговечность, низкую виброактивность, малые габаритные размеры и стоимость.

Направляющие выбираются с учетом многих факторов: скорости и диапазона возможных перемещений, значения и направления нагрузки, условий эксплуатации, требований к моментам сил сопротивления, точности направления движения, долговечности, стоимости, габаритных размеров и т.д.

Упругие направляющие применяют в приборах с ограниченным диапазоном перемещений подвижной части, рисунок 8.5.

Рисунок 8.5 – Изображение плоскопружинного параллелограмма

где ‒ нагрузка, приложенная к подвижному блоку; Q ‒ допустимая нагрузка;

– расстояние, на которое перемещается подвижный блок в одну сторону;

– момент инерции поперечного сечения пружины.

При приложении нагрузки к подвижному блоку 1 плоские пружины 2 изгибаются, позволяя подвижному блоку 1 перемещаться в горизонтальном направлении относительно основания 3. 4 – крепежные накладки, которые крепят пружины, а 5 – накладки, повышающие устойчивость пружины в продольном направлении (увеличивают допустимую нагрузку ).

Достоинства:

- отсутствие износа в связи с отсутствием внешнего трения;

- низкие требования к точности изготовления детали.

- низкая стоимость и высокая технологичность.

Недостатки:

- значительные габариты;

- маленькая величина перемещения ∆х;

- переменное измерительное усилие;

- дополнительная сила упругости при перемещении блока.

У10А (≈50HRс) - основной материал пружинной ленты.

Напряжение изгиба:

- с учетом двухстороннего закрепления пружин

где – отношение длины накладки к вылету пружины,

– толщина пружины (для конкретного параллелограмма),

– расстояние, на которое перемещается подвижный блок в одну сторону.

Правильность выбора параметров параллелограмма проверяется через напряжение изгиба σ_и:

Устойчивость параллелограмма относительно продольных нагрузок можно увеличить в 15…20 раз за счет установки накладок на пружину.

Жесткость в рабочем направлении увеличивается при этом в 1,5…2 раза.

Увеличение рабочей жесткости параллелограмма не должно приводить к изменению измерительного усилия прибора более чем на 10%.

Материалы, применяемые для изготовления упругих направляющих и их механические характеристики.

К материалам упругих направляющих предъявляется ряд специфических требований; например, они должны обладать высокой механической прочностью, упругостью и т.д. Материалами для направляющих служат: сталь марок 60С2Н, 65, платино-серебряный сплав ОВС; бронзы фосфористая ПлСр20, медно-хромистая БрХ0,5, медно-кадмиевая БрКд-2, беррилиевая БрБ2, оловянно-цинковая БрОЦН-3, кварц, серебро.