Suntem în curs de traducere a magazinului nostru în limba română!
Deoarece avem multe produse și pagini, va dura ceva timp. Între timp, catalogul nostru de produse va fi în limba engleză. Vă mulțumim pentru răbdare!
Calcule pentru proiectarea arcului
Arcurile sunt componente mecanice care pot stoca și furniza energie de tensiune generată de lucrarea utilizată pentru a tensiona, alungi sau comprima arcul sub formă de energie de deformare sau tensiune. Acestea sunt utilizate în multe aplicații și se găsesc în componente electronice mici, precum și în utilaje industriale mari. Pentru a vă asigura că un arc își îndeplinește funcția, acesta trebuie să fie proiectat corect. În acest scop, sunt calculați parametri precum constanta arcului și cursa arcului.
Tipuri de arcuri
Există diferite tipuri de arcuri care diferă din punctul de vedere al funcțiilor și aspectului.
Arcurile se diferențiază în funcție de sarcină și formă. Cele mai frecvente tipuri sunt:
Forme de arcuri:
- Arcurile elicoidale: Arcurile bobinei au formă elicoidală. Acestea pot fi arcuri de tensionare, compresie sau torsiune. Acestea pot avea o forță constantă a arcului pe o cursă mai lungă.
- Arcuri cu foi: Arcurile cu foi sunt compuse din mai multe benzi metalice conectate între ele. Acestea pot absorbi încărcături mari pe o perioadă lungă de timp.
- Arcuri cu disc: Arcurile cu disc sunt compuse dintr-unul sau mai multe discuri sau plăci concentrice. Acestea absorb sarcini axiale și sunt comprimate.
Sarcini cu arc:
- Arcuri de compresie: Arcurile de compresie sunt comprimate de sarcini compresive (forță compresivă). Acestea sunt cilindrice sau conice.
- Arcuri de tensionare: Arcurile de tensionare se întind sub sarcina de tracțiune. Acestea pot fi drepte, conice sau elicoidale.
- Arcuri de torsiune (și arcuri cu picioare): Arcurile de torsiune se rotesc atunci când este exercitat cuplul. Acestea au o constantă de arc cu torsiune liniară sau neliniară.
- Arcuri de îndoit: Arcurile de îndoit pot să absoarbă sarcini de îndoire, ceea ce generează un efect de arc.
Puteți afla mai multe despre selectarea arcurilor de tensionare și a arcurilor de compresie - prezentare generală / utilizare / exemple de aplicații aici.
Calcularea arcurilor
Pentru a calcula și proiecta arcuri, într-un prim pas parametrii precum constanta rata arcului, arcului și funcționalitatea arcurile trebuie determinați sau cunoscuți. Forța arcului sau constanta arcului pot fi calculate, de exemplu.
Considerații preliminare pentru calculul și proiectarea arcului
Înainte de calcularea sau proiectarea arcului, trebuie stabilite mai multe cerințe și specificații importante, cum ar fi:
- Cerințe privind sarcina, de ex. sarcină maximă, tip sarcină (compresie, tensiune, torsiune), frecvență și ciclu de lucru pentru tipul de sarcină
- Mediul de operare și condițiile de operare, de ex. temperatura, riscul de coroziune, umiditatea și gradul de contaminare
- Amortizarea și absorbția vibrațiilor, de ex. nevoia de elemente de amortizare
- Restricții de spațiu și instalare, de ex. legate de dimensiunile arcului, conceptul geometric și capetelor bobinei
Automatizarea rentabilă utilizează în principal arcuri de tensionare și arcuri de compresie.
Parametri pentru calculul arcurilor
Următorii parametri trebuie să fie cunoscuți mai întâi înainte de efectuarea calculului arcurilor de compresie, de tensionare etc.:
Pentru un arc de tensionare, ca exemplu
- Ce forță (F) va fi exercitată asupra arcului? Ce lungime liberă (L0) și cursă de arc (X) sunt disponibile?
- Arcul trebuie echipat cu știfturi de tensionare sau sunt necesare știfturi de tensionare suplimentare? Și ce efect au știfturile de tensionare suplimentare asupra lungimii?
- Diametrul interior (D) al arcului și/sau diametrul firului (d) joacă un rol?
- Greutatea proprie a arcului joacă un rol în aplicație și ce spațiu este disponibil pentru orice înlocuire necesară a arcului
- Știfturile trebuie aranjate în aceeași orientare sau rotite la 90°?
Calcularea forței arcului folosind formula forței arcului
Forța arcului, denumită și forță de strângere, este forța generată de un arc atunci când este întins sau comprimat, pe baza rigidității sale sau a constantei arcului. Această forță își propune să readucă arcul în forma sau poziția sa inițială. Calculul se realizează de obicei folosind formula forței arcului, denumită și legea lui Hookes. Legea lui Hooke descrie relația liniară dintre forța (F) exercitată asupra unui corp elastic și alungirea sau comprimarea rezultată (Δx) a acelui corp în regiunea elastică a materialului:
Unde:
- F = Forța arcului, măsurată în Newton (N)
- k = Constanta arcului, rigiditatea arcului, în unități precum N/m (Newton per metru)
- Δx = Cursa arcului, alungirea (pentru arcurile de tensionare) sau compresia (pentru arcurile de compresie) arcului, măsurată în metri (m).
F = k \times \Delta x
Care este tensiunea inițială a unui arc de tensionare?
Tensiunea inițială (Pi), denumită uneori și preîncărcarea ansamblului, este definită ca fiind tensiunea (forța în N) necesară pentru a cauza o schimbare a lungimii arcului prin deformare.
Constanta arcului și cursa arcului (alungirea sau comprimarea) pot fi citite ambele din specificațiile tehnice și datele producătorului sau sunt calculate după cum urmează.
Calcularea constantei arcului folosind formula forței arcului
Constanta arcului, cunoscută și drept forța necesară deformării, este unul dintre parametrii de bază ai unui arc. Indică forța necesară pentru deformarea arcului pe o anumită distanță.
k = \frac{F}{\Delta x}
Cu cât constanta arcului este mai mare, cu atât arcul este mai rigid. O constantă mare a arcului înseamnă că este necesară o forță relativ mare pentru a deforma arcul, în timp ce arcurile cu o constantă mică a arcului sunt mai ușor de deformat.
Calcularea constantei totale a arcului pentru mai multe arcuri
În realitate, rareori este instalat un singur arc. În schimb, mai multe arcuri sunt instalate de obicei succesiv sau unul lângă celălalt. Cum este calculată constanta arcului în aceste cazuri? Constanta totală a arcului trebuie determinată în toate cazurile.
Dacă sunt conectate mai multe arcuri în serie (configurație în linie), constanta totală a arcului se calculează după cum urmează:
\frac{1}{k_{ges}} = \frac{1}{k_{1}} + \frac{1}{k_{2}} + ..
Dacă sunt instalate mai multe arcuri unul lângă altul (configurație paralelă), constanta totală a arcului se calculează după cum urmează:
k_{ges} = k_{1} + k_{2} + ..
Aspecte de siguranță
Pentru a preveni defectarea arcului, acesta nu trebuie încărcat peste tensiunea nominală. Tensiunea nominală depinde în funcție de materialul arcului. De exemplu, pentru oțelul de arcuri, tensiunea nominală variază între 550 MPa (megapascal) și 800 MPa, în funcție de aliaj și de gradul de călire. Pentru arcurile din oțel inoxidabil, tensiunea nominală este între 500 MPa și 700 MPa.
Durata de viață și oboseala
Un arc poate obosi în timp, mai ales dacă este încărcat și eliberat frecvent. Prin urmare, este important să luați în considerare durata de viață a arcului în condițiile de încărcare.
| Versiune | Desen | Material: JIS-SWP-A |
Material: EN 1.4301 (WPB) Equiv. |
Interval de încărcare – Capacitatea maximă de încărcare a seriei (Material JIS-SWP-A) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Numărul piesei | de la | până la | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Încărcare foarte scăzută |  |
AWA | AUA | 0.69 | 19.6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| pentru capacitate de încărcare scăzută | |
AWY BWY |
AUY BUY |
1.86 | 78.45 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Încărcare scăzută/medie | |
AWU BWU |
AUU BUU |
2.45 | 98.07 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacitate de încărcare medie | |
AWS BWS |
AUS BUSS |
3.53 | 225.55 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Încărcare medie/ridicată | |
AWF | - | 6.47 | 83.36 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacitate de încărcare ridicată | |
AWT BWT |
AUT BUT |
8.8 | 430.51 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configurabil | |
WFSP BWFSP |
UFSP BUFSP |
2.37 (la L = 50 mm) |
156 (la L = 50 mm) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lungă fără ochiuri |  |
LWS | LUS | - | - | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Recomandări pentru arcurile MISUMI
MISUMI oferă o gamă largă de arcuri, cum ar fi arcuri de tensionare și arcuri elicoidale. Arcurile elicoidale sunt proiectate pentru a menține sarcina maximă constantă la același diametru. Recomandăm utilizarea arcurilor în limitele de deflexiune permise, pentru a asigura funcționalitatea și forma și pentru a obține durata de viață estimată. Arcurile au recomandarea de funcționare la temperaturi ambientale normale (40°C sau mai puțin). Valorile sarcinii scad peste 40°C. Acest interval de temperatură este, de asemenea, presupus pentru arcurile elicoidale rotunde MISUMI.
