Конические пружины

Обладают нелинейными характеристиками, т.е. отдельные витки имеют различную жесткость и деформируются под нагрузкой по-разному.

Конические пружины являются основными элементами амартизатора РЭС, который применяется для защиты аппаратуры от вибрации и ударов на самолетах, автомашинах, танках и т.д.

14.4 Плоские пружины

Их применяют, когда необходимы небольшие перемещения при малых усилиях (реле, различные плоские контакты, переключатели, герконы и т.д.).

Плоские пружины бывают двух видов:

- без предварительного поджатия;

- с предварительным поджатием для увеличения виброустойчивости.

Герконы – те же плоские пружины, помещенные в стеклянную вакуумированую оболочку. Благодаря вакууму и золочению концов они имеют очень большой сок службы по переключению. Широко применяются в телефонии.

Материалы для плоских пружин: стальная качественная термообработанная лента. Для антимагнитных целей – бериливая бронза (Бр Б - 2) в герконах пермолой.

14.5 Термобиметаллические пружины

Эти пружины состоят из двух металлических слоев с различными коэффициентами линейного расширения. Эти слои соединяются посредством сварки, пайки или совместной прокатки.

Слой металла с большим ТКЛР называется активным; с меньшим – пассивным, т.е. всегда . При нагреве изгиб пружины всегда происходит в сторону пассивного слоя. При охлаждении – в сторону активного слоя.

Этот вид пружин часто используется в качестве чувствительных элементов термометра; биметрических амперметрах и вольтметрах; термореле; в качестве термокомпенсаторов; в системах автоматического управления и т.д.

Рассмотрим типовую конструкцию термобиметаллического реле.

Термобиметаллическая пружина при нагревании нажимает на контактную пружину и разрывает контакт. Расчет термобиметаллических пружин производится по формуле:
. (14.11)

Материалы для термобиметаллических пружин: для пассивного слоя как правило применяют инвар 36Н (Ni 36%; = 1∙10-6 °С-1 или К-1). Активный слой выполняют из хромоникелевой стали или бронзы.

для стали = 12,5 ∙10-6 °С-1;

для бронзы, меди = 16,5 ∙10-6 °С-1.

14.6 Сильфоны, мембраны, трубчатые пружины

Сильфоном называется тонкостенная цилиндрическая оболочка, стенки которой имеют гофры (складки). Они применяются в качестве упругих чувствительных элементов при измерении давления (или разряжения), а так же для герметизации подвижных соединений (например, сильфон, заполненный эфиром применяют как термовыключатель в холодильнике).

Материалы для сильфонов:

Высококачественные нержавеющие стали, Х18Н10Т, 63НХТЮ, реже Л80.

Размеры сильфонов строго стандартизованы.

Мембраны – это плоские или гофрированные упругие пластины. Для повышения чувствительности мембран часто применяются не одиночные мембраны, а мембранные коробки. Они называются анероидными коробками.

Характеристика мембран нелинейная:

Трубчатые пружины (трубки Бурдона).

Трубчатая пружина – это тонкостенная трубка, изогнутая по дуге окружности, реже – по спирали или винтовой линии. Широко применяется в манометрах.

Материалы для трубчатых пружин: фосфоритная и берилливая бронзы.