На главную  (The main) Выбор раздела   (Parts) Выбор расчета Карта номограмм  Справочная информация

Выбор витых цилиндрических пружин сжатия в Mechanical Desktop по каталогу (исследование вопроса)

Пункт  меню "Content 3D" (Содержание (трёхмерных элементы))

Подпункты "Springs" (Пружины)  -> "Compression" (Сжатия)

После выбора указанного пункта меню открывается диалоговое окно "Select Compression Spring" (выбор пружины сжатия). Выбор пружины начинается с выбора каталога пружины в данном диалоговом окне из следующих: SPEC Catalog А, SPEC Catalog А, CSN Catalog, DIN 2098, Gutekunst Catalog, JIS Catalog, PN-71/M-80706, STN Catalog. Перечень указанных каталогов присутствует в пункте Standards (Стандарты) дерева "Compression Spring", расположенного в левой части окна, а также в виде подписей под кнопками с изображением пружины в правой части окна. При нажатии на одну из указанных кнопок открывается следующее диалоговое окно, далее будет рассчитана и предложены несколько пружин из выбранного каталога. 

После определения каталога выбор пружины происходит в три шага:

Location (Местоположение)

Restriction (Ограничения)

Results (Результаты)

В первом шаге "Location" (Местоположение) необходимо указать месторасположение пружины в поле чертежа или 3D модели узла. Определение месторасположения осуществляется последовательно с помощью команд с требованиями, появляющихся последовательно в командной строке:

"Specify starting poin:" (Укажите начальную точку)

"Specify point in direction of spring axis:" (Укажите точку, определяющую направление осей пружины) 

Указанные две точки определяют ось пружины.

Следующий шаг - "Restriction". После определения местоположения открывается диалоговое окно "Compression Springs – Select from Table …. Catalog" (рисунок 1), где вместо многоточия содержится наименование выбранного каталога пружины. С помощью данного диалогового окна определяются исходные данные для расчёта и выбора наиболее подходящих пружин.

Диалоговое окно содержит две рамки и таблицу.

В первой рамке "Default Restrictions" (ограничения, принятые по умолчанию) необходимо задать "Specification" (Ограничения) и "Absolute Set" (Абсолютное значение). В первом случае необходимо выбрать одно из предлагаемых сочетаний задаваемых для расчёта параметров, во втором  - какой из задаваемых параметров задаётся одним числом, т.е имеет абсолютное значение; следовательно остальные параметры задаются двумя значениями - минимальным и максимальным, т.е. задаётся диапазон. 

 

Рисунок 1

Предлагаются следующие сочетания исходных параметров. 

Рисунок 2 

Specification (Задаваемые параметры) Необязательные параметры

 Load (Нагрузка) - F2, Deflection (Перемещение) - s2

Da - наружный диаметр пружины

 Load (Нагрузка) - F2, Length (Длина) - L2

2 Load (Нагрузка) - F1,F2, 2 Length (Длина) - L1,L2

2 Load (Нагрузка) - F1, F2, Trevel (Перемещение) - sh

Detailed (Назначенные) - рисунок 2

по умолчанию - F1,F2,sh (или другие возможные варианты, предложенный Вами)

Остальные параметры 

Если нагружение носит динамический характер, то внизу диалогового окна рядом с определением "Dynamic Load" ставится галочка.

Рассмотрим назначение кнопки "Setting...",  расположенной в левом нижнем углу окна. При нажатии на данную кнопку открывается дополнительное диалоговое окно с заголовком "Additional Settings", имеющее следующие три рамки со следующими заголовками: 

"Calculation Formulas" (расчётные формулы) - выбирается стандарт, по которому выполняется расчёт - ANSI или DIN.

"Dynamic Dragging by Cursor with" (динамический сдвиг с помощью курсора) - определяется начальное состояние пружины при отрисовке - в сжатом или свободном состоянии, чтобы с помощью курсора мыши растянуть или сжать её до установочных габаритов, т.е. имеется два варианта для выбора - "Unloaded Length L0" (начальная длина (пружина ненагружена)) и "Loaded Length L2 (L1)"  (пружина в нагруженном состоянии). - Данное определение требует подтверждения.

"Form" (форма) - требуется поставить галочку рядом с предложением "Draw Form Together with Spring" (Поместить форму с параметрами пружины и заполненными графами рядом с пружиной), если вы хотите чтобы форма присутствовала на поле чертежа. Скорее всего - это форма заказа с необходимыми характеристиками пружины.

После выбора дополнительных параметров закрываем дополнительное диалоговое окно "Additional Settings" с помощью кнопки "ОК"

В основном диалоговом окне имеется ещё одна кнопка, задающая дополнительные условия для расчёта, - "Additional Calculation Settings..." (Дополнительные установки для расчёта). При нажатии открывается дополнительное диалоговое окно с заголовком: "Compression Springs – Additional Calculation [ANSI] " (Пружина сжатия - дополнительный расчёт [ANSI]). В данном окне приведены четыре варианта отклонения пружины от вертикальной оси при сжатии (выгибание) из-за расположения опоры под каким-либо углом к оси пружины или смещения от оси пружины действующей на неё нагрузки и т.д. Если имеет место такое отклонение, то нужно поставить галочку рядом с выражением "Buckling – Correction Value of Bearing " (продольный изгиб - корректировка значений параметров) и выбрать вариант отклонения, нажатием на его рисунок, оформленный в виде кнопки. Ниже в данном окне можно ввести значение скорости удара, если пружина подвергается ударным нагрузкам. Для этого требуется поставить галочку рядом с выражением "Shock Velosity " (скорость удара) и ввести значение в поле, расположенном рядом, размерность - м/с. Внизу данного дополнительного диалогового окна имеется возможность поставить галочку рядом с выражением Wire Shot-Peened (дробеструйная обработка), если необходимо улучшить свойства материала пружины. После определения дополнительных параметров, закрываем дополнительное диалоговое окно, нажатием на кнопку "ОК".

После определения всех необходимых параметров, нажимаем в основном диалоговом окне на кнопку "Next" (Следующее). Происходит автоматический расчёт и определяются подходящие пружины.

Переходим к следующему шагу выбора пружины - "Results" (Результаты). Открывается следующее диалоговое окно , имеющее тот же заголовок "Compression Springs – Select from Table …. Catalog" (рисунок 3), но определяющее уже результаты расчёта. 

Рисунок 3

Как видим, в верхней части окна находится таблица с характеристиками пружин. Внизу находится упоминавшаяся ранее кнопка "Settings...", а также три вкладки - "Loads" (Нагрузки), "Stresses" (Напряжения), "Other" (Другие). Общее для каждой вкладки - это обозначение выбранной пружины и её материала. Размерность в обозначении пружины - inch.

Непонятно назначение кнопок "Select All" (выделить всё) и "Unselect All" (снять выделение) рядом с надписью "for Dynamic Dragging". Если кто знает, подскажите...

Вкладка "Loads" (Нагрузки) содержит значения прикладываемого усилия (F2), перемещения пружины (s2), длину пружины под нагрузкой (L2) и предельные значения этих параметров для выбранной пружины - max Fn, sn, Ln. В нашем случае была выбрана схема, при которой пружина нагружена в двух положениях, поэтому на рисунке 3 приводятся по два значения параметров. 

Вкладка "Stresses" (Напряжения) содержит в рамке с тем же заголовком "Stresses" рассчитанные значения напряжений (среза) для двух положений выбранной пружины с заданными Вами параметрами - "Shear by F2" [N/mm2] и предельное значение напряжениядля максимальных значений параметров (вкладка "Loads") - "Shear by Fn", приведенных в рассмотренной ранее вкладке "Loads" (Нагрузки) .  В рамке с заголовком "Allowed" содержится предельное значение напряжения для выбранной пружины. Далее приведена рамка с заголовком Safety (безопасность). В данной рамке приводится коэффициент безопасности, представляющий собой отношение предельного напряжения к рассчитаному. Значение этого коэффициента должно быть больше единицы и, конечно, должен быть гарантированный запас. Для разных задач и узлов этот запас может быть разным, но желательно, чтобы он не был менее 25 %, хотя в программе я не нашел сведений на этот счёт. Если разрабатываемый узел подлежит котлонадзору или гостехнадзору или гостехохрантруда и т.д., то необходим более серьезный подход и коэффициент скорее всего должен быть не менее 2.

Вкладка "Other" содержит любопытные данные:

Natural Frequency  fe = 244.3 - естественная частота (непонятно, требуется совет специалиста)

Stress Cycles  N < 10EXP7 - максимальное количество циклов нагружения пружины

Почему то при выборе пружины растяжения данных в этой вкладке не содержалось.

Если полученные в результате расчёта параметры Вас устраивают, нажимаем на кнопку "Finish" (завершение) и диалоговое окно закрывается; если нет - можно выбрать другую пружину из предложенного списка или вернуться к окну задания исходных параметров (шаг Restriction (Ограничения)) с помощью кнопки Back (Назад) и изменить значения заданных параметров или выбрать другое сочетание задаваемых параметров.

После финализации на экране может появиться окно предупреждение программы с надписью:

Ratio of shearing stress t2/tzul = 0.8152 … < 1 (коэффициент среза меньше единицы) Речь идёт о коэффициенте безопасности - в нашем случае для усилия F2 (смотри рисунок 3) он как раз равен этому значению.

Предлагается два возможных варианта решения вопроса – выбрать одну из клавиш с надписями: Cancel (отменить выбор пружины) или Ignore (игнорировать предостережение и продолжить построение пружины)

После того, как диалоговое окно закрылось, в поле чертежа происходит "отрисовка" пружины. Для окончательного завершения процедуры вставки пружины в имеющуюся модель узла необходимо выполнить несколько последовательно возникающих в командной строке требований:

Topical Length (76.2 - 101.4) [Force/Deflection]: (установочная длина [сила/перемещение]) - с помощью курсора мыши или введением значения установочной длины пружины в указанном диапазоне значений в командной строке после двоеточия задать установочную длину, т.е. габариты пружины для наиболее удачного представления в составе 3D модели узла. Если после двоеточия ввести  "Force" и нажать на клавишу "Ввод", тем самым подтверждая выбор, то в следующем требовании вместо длины необходимо будет указать значение усилия в диапазоне от минимального до максимального значения, тем самым также определив её габариты на чертеже.

 

web-сайт  ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ                  Контактная информация:

Copyright © 2005-2017 г. Рисунки - элементы программы MDT6.