سلام! من به عنوان تأمین کننده چشمه های پیچشی محوری ، اغلب در مورد چگونگی محاسبه سفتی پیچشی این چشمه ها سؤال می کنم. این یک جنبه مهم است ، به خصوص برای کسانی که در پروژه ها یا محصولات خود به این چشمه ها اعتماد می کنند. بنابراین ، بیایید درست در داخل شیرجه شویم و روند را تجزیه کنیم.
اول از همه ، بیایید بفهمیم چه چیزیبهار پیچشی محوریاست یک چشمه پیچشی محوری برای مقاومت در برابر یا اعمال نیروی پیچش در هنگام چرخش در مورد محور آن طراحی شده است. این چشمه ها معمولاً در کاربردهای مختلف ، از دستگاههای مکانیکی کوچک گرفته تا ماشین آلات صنعتی بزرگتر استفاده می شوند.
اکنون ، سفتی پیچشی یک چشمه اساساً اندازه گیری میزان گشتاور برای پیچاندن چشمه با یک زاویه خاص است. این مانند "سفتی" یک چشمه معمولی هنگام کشش یا فشرده سازی آن است ، اما در اینجا ما با چرخش سر و کار داریم.
فرمول محاسبه سفتی پیچشی (k) یک چشمه پیچشی محوری بر اساس برخی از عوامل کلیدی است. مهمترین آنها خاصیت مواد ، هندسه بهار و تعداد کویل های فعال است.
خاصیت مواد
مواد بهار نقش بزرگی ایفا می کند. مواد مختلف دارای ماژول های برشی مختلف (G) هستند که این یک اندازه گیری مقاومت مواد در برابر نیروهای برشی است. به عنوان مثال ، فولاد در مقایسه با برخی از فلزات دیگر یک مدول برشی نسبتاً بالا دارد. مدول برشی یک مقدار ثابت برای یک ماده معین است و معمولاً در کتابهای مهندسی یا منابع آنلاین یافت می شود.
هندسه بهار
قطر سیم (D) که برای ساختن چشمه استفاده می شود یکی دیگر از عوامل مهم است. یک سیم ضخیم تر به طور کلی به معنای چشمه سخت تر است. همچنین ، میانگین قطر بهار (D) ، که میانگین قطر بیرونی و داخلی است ، بر سفتی پیچشی تأثیر می گذارد. با افزایش میانگین قطر ، سفتی پیچشی کاهش می یابد ، همه موارد دیگر برابر هستند.
تعداد سیم پیچ های فعال
تعداد سیم پیچ های فعال (N) تعداد سیم پیچ هایی است که در واقع به انعطاف پذیری بهار کمک می کنند. کویل در انتهای ثابت یا استفاده شده برای پیوست فعال نیست. هرچه بهار فعال تر باشد ، سفتی پیچشی آن پایین تر است.
فرمول سفتی پیچشی توسط:
[k = \ frac {gd^{4}} {64rn}]
کجا:
- (k) سفتی پیچشی (در NM/RAD) است
- (g) مدول برشی مواد (در PA) است
- (د) قطر سیم (در متر) است
- (r) میانگین شعاع بهار (در متر) است که نیمی از قطر میانگین (D) است
- (n) تعداد سیم پیچ های فعال است
بیایید این فرمول را کمی بشکنیم. قسمت (gd^{4}) نشان دهنده سهم مواد و قطر سیم است. هرچه مدول برشی بالاتر باشد و سیم ضخیم تر باشد ، این مقدار بزرگتر خواهد بود. قسمت (64rn) مربوط به هندسه و تعداد کویل های فعال است. با افزایش میانگین شعاع و تعداد سیم پیچ های فعال ، مخرج بزرگتر می شود و سفتی پیچشی کاهش می یابد.
به عنوان مثال ، بیایید بگوییم که ما یک چشمه پیچشی محوری ساخته شده از فولاد با یک مدول برشی (G = 80 \ Times10^{9}) Pa. قطر سیم (D = 0.005) متر ، میانگین قطر (D = 0.05) M (بنابراین میانگین شعاع (R = 0.025) متر) و تعداد کویل های فعال (n = 10) است.
اول ، ما محاسبه می کنیم (d^{4} = (0.005)^{4} = 6.25 \ times10^{-11})
سپس ، ما مقادیر را در فرمول جایگزین می کنیم:
[k = \ frac {80 \ times10^{9} \ times6.25 \ times10^{-11}} {64 \ times0.025 \ times10]]
[k = \ frac {5} {16} = 0.3125 \ nm/rad]
این بدان معنی است که برای هر رادیان چرخش ، گشتاور 0.3125 نانومتر لازم است.
اکنون ، هنگام محاسبه سفتی پیچشی ، ملاحظات عملی وجود دارد. در برنامه های واقعی جهان ، ممکن است عواملی وجود داشته باشد که می تواند بر صحت محاسبه تأثیر بگذارد. به عنوان مثال ، تحمل تولید می تواند باعث تغییر جزئی در قطر سیم و میانگین قطر شود. همچنین نحوه نصب بهار و شرایط بارگذاری می تواند تأثیر بگذارد.
نکته دیگری که باید در خاطر داشته باشید این است که انواع مختلفی از چشمه های پیچشی محوری وجود دارد ، مانندبهار پیچشی دستگیرهوتبهار پیچشی قابل تنظیمبشر هر نوع ممکن است نیازها و ملاحظات خاص طراحی داشته باشد.
به عنوان مثال ، چشمه های پیچشی درب ، باید برای تهیه مقدار مناسب مقاومت برای عملکرد آسان طراحی شوند. آنها معمولاً از سفتی نسبتاً کم پیچشی برخوردار هستند تا با حداقل تلاش ، دسته درب را می توان چرخاند. از طرف دیگر ، چشمه های پیچشی قابل تنظیم به گونه ای طراحی شده اند که باعث تغییر در سفتی پیچشی می شوند. این در برنامه هایی که ممکن است بار نیاز به با گذشت زمان متفاوت باشد مفید است.
هنگامی که شما در حال طراحی محصولی هستید که از چشمه پیچشی محوری استفاده می کند ، ایده خوبی برای انجام برخی آزمایشات است. شما می توانید سفتی واقعی پیچشی یک بهار نمونه را اندازه گیری کرده و آن را با مقدار محاسبه شده مقایسه کنید. این می تواند به شما خوب کمک کند - طراحی را تنظیم کنید و اطمینان حاصل کنید که بهار نیازهای شما را برآورده می کند.
اگر در بازار چشمه های پیچشی محوری هستید ، خواه برای یک پروژه کوچک DIY یا یک برنامه صنعتی مقیاس بزرگ باشد ، ما در اینجا برای کمک به آن هستیم. ما طیف گسترده ای از چشمه های پیچشی محوری را که از مواد با کیفیت بالا ساخته شده است ارائه می دهیم. تیم متخصصان ما می توانند در انتخاب بهار مناسب برای نیازهای شما به شما کمک کنند و حتی اگر مطمئن نیستید از کجا شروع کنید ، می تواند در محاسبات به شما کمک کند.
اگر سؤالی دارید یا می خواهید در مورد الزامات خاص خود بحث کنید ، احساس راحتی کنید. ما همیشه خوشحالیم که گپ می زنیم و می بینیم که چگونه می توانیم با هم کار کنیم تا یک راه حل کامل بهار پیچشی محوری را برای شما پیدا کنیم.
منابع
- Shigley ، JE ، & Mischke ، CR (2001). طراحی مهندسی مکانیک. مک گرا - هیل.
- Budynas ، RG ، & Nisbett ، JK (2011). طراحی مهندسی مکانیک شیگلی. مک گرا - هیل.
