복사기 스프링. 그림, 설명

복사기 스프링. 가정 작업장

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요즘에는 매장에서 필요한 거의 모든 생활용품을 쉽게 구입할 수 있습니다. 동시에 아마추어 디자이너의 관심과 창의적인 노력은 트랙터, 전지형 차량, 자동차, 심지어 비행기와 같이 기술적으로 복잡한 대상에 점점 더 집중되고 있습니다. 계획된 프로젝트 구현에 대한 DIY 사용자의 접근 방식도 변화하고 있습니다. 그들은 엄격한 강도 요구 사항이 적용될 수 있는 복잡하고 정밀한 부품을 독립적으로 제조해야 할 필요성을 두려워하지 않습니다. 거의 모든 에너지 집약적 구조에 존재하는 이러한 전형적인 요소 중 하나는 인장 또는 압축 상태의 나선형 코일 스프링입니다. 이와 관련하여 우리는 필요한 품질과 정확성을 갖춘 중요한 스프링을 생산하는 데 도움이 되는 기술을 제공합니다.

제안된 나선형 코일 스프링 권선 방법은 맨드릴과 복사기로 구성된 특수 장치를 사용하여 나사 절단 선반에서 구현됩니다. 플랜지 끝 부분에 구멍 형태의 후크가 달린 맨드릴이 기계 척에 부착되어 스프링 와이어의 시작 부분을 고정합니다. 복사기가 있는 홀더가 도구 홀더에 설치됩니다. 복사기는 두 개의 베어링에서 자유롭게 회전하는 가변 피치의 절단된 나선형 홈이 있는 샤프트입니다. 복사기의 시작과 끝 부분에 있는 홈은 사전 로드된 스프링 코일의 권선을 보장하고 중앙 부분은 필요한 피치와 직경으로 작동 코일의 권선을 보장합니다.

복사기 홀더는 40mm 강철판을 용접하고 10mm 스트립의 리브와 12개의 베어링 하우징으로 강화한 구조입니다. 오른쪽 몸체는 플레이트에 용접되어 있고, 왼쪽 몸체는 MXNUMX 볼트로 고정되어 있습니다(복사기 교체가 가능하도록).

홀더에 대한 구체적인 도면은 나사 절삭 선반의 유형과 코일 스프링의 치수에 따라 결정되므로 제공되지 않습니다. 스프링의 생산은 다음 순서로 수행됩니다. 먼저 작업물(끝이 90°로 구부러지고 길이가 4~5d인 측정된 와이어 조각)이 아래에서 복사기 아래로 전달되어 맨드릴의 후크 구멍에 설치됩니다. 그런 다음 홈의 시작 부분이 와이어 위치와 일치할 때까지 복사기를 수동으로 돌립니다. 복사기의 나선형 홈과의 장력과 지속적인 접촉은 공작물의 스프링 강철 굽힘에 대한 상당한 저항을 통해 보장됩니다. 스프링 형성 과정은 기계 스핀들을 최소 속도로 켜는 것으로 시작됩니다. 와이어는 맨드릴에 감겨 있으며, 피치는 베어링에서 회전하는 복사기의 나선형 홈에 의해 설정됩니다.

복사기를 사용하여 원통형 나선형 스프링을 감는 방식(확대하려면 클릭): 1 - 맨드릴; 2 - 탈착식 베어링 하우징; 3 - 와이어; 4 - 보강 리브; 5 - 접시; 6 - 나사 절단 선반의 공구 홀더; 7 - 용접된 베어링 하우징; 8 - 복사기; 9 - 세 개의 턱 척

다음은 필요한 스프링 치수를 보장하기 위해 맨드릴과 복사기의 매개변수를 계산하는 방법입니다.

계산에서 허용되는 지정. 초기 데이터(스프링 치수): n - 작업 회전 수; N₁- 총 회전 수; t - 작업 부분의 단계; 디_o - 내경; 디_참조- 평균 직경.

복사기 매개변수: l - 작업 부품의 길이; 디_순경.- 홈의 내경; 디_nl.- 맨드릴에 감긴 중립 선의 직경; k = 디_nl./D_순경.- 보정 계수; T - 작업 부분의 나선 피치;

Т_n- 입력 및 출력 부품의 나선 피치.

맨드릴: d_def.- 지름.

중간 설계 값: L - 피치를 고려하지 않은 스프링 코일의 길이입니다.

D_cf.def.- 맨드릴에 감긴 스프링 코일의 평균 직경

X - 굽힘 중 중립선을 결정하기 위한 표 계수입니다.

β - 와이어의 스프링 특성을 고려한 계수.

n_def.- 와이어의 탄성을 고려하여 맨드릴에 감긴 스프링의 작동 회전 수.

L₁- 복사기의 작업 부분을 통과하는 와이어의 길이; 엘₂- 맨드릴에 감긴 스프링의 작동 코일 와이어 길이;

L₃- 예압된 회전을 고려하여 맨드릴에 감긴 와이어의 길이;

L₄- 도면에 따른 스프링 와이어의 길이.

계산에서 결정적인 값은 굽힘 시 와이어의 탄성을 고려한 값입니다. 맨드릴의 직경과 나사산의 회전 수를 결정하는 데 사용됩니다. 이 값의 값을 결정하려면 다음 순서를 따르는 것이 좋습니다. 첫 번째 근사값으로 직경 D의 맨드릴이 만들어집니다._о. 나사 절단 선반에서는 스프링 피치와 거의 동일한 피드 피치로 5-10회전의 와이어가 맨드릴에 감겨 있습니다. 이 경우 홈이 있는 특수 롤러가 공구 홀더에 설치됩니다. 권선 후 스프링의 모든 회전 ą의 풀림 각도가 결정되고 회전당 각도가 계산되며 마지막으로 계수 B = ą₁/360°/, 주어진 재료로 만들어진 와이어의 탄성을 고려합니다.

복사기 스프링
맨드릴 및 와이어 매개변수

중앙에 작동 코일이 있고 스프링의 시작과 끝 부분에 사전 장력이 가해진 스프링 권선을 제공하는 복사기(확대하려면 클릭): 1 - 작동 코일 권선을 위한 복사기의 중앙 부분; 2 - 미리 로드된 회전을 감기 위한 복사기의 끝 부분; 3 - 핀 08(4개); 4 - M8 나사(4개) 다음은 강철 60S2A-V-1-HN GOST 14963-78로 만든 스프링을 감기 위한 복사기와 맨드릴의 치수를 계산하는 방법입니다. 매개변수는 n = 9입니다. N₁= 11; 티= 14mm; 디_о= 42 ± 0,9mm; d = 8mm; 디_참조=50mm.

스프링의 주어진 치수에 대해 위에서 설명한 방법을 사용하여 직경 30mm의 맨드릴에서 제거한 후 42회전 원호의 증가가 실험적으로 1,083°만큼 확립되었습니다. 이는 스프링 길이의 증가에 해당합니다. 30배 회전합니다(β = 360° 0,083° = XNUMX).

이 바탕으로,

D_cf.def.= (L - βL)/ π = L (1 - β)/π = 157x0,917/3,14 = 46mm,

여기서 L = π D_참조= 3,14x50 = 157mm;

d_def.= D_cf.def.- d = 46 - 8 = 38mm

n_def.= 1,083n + 0,25 = 1,083 + 0,25 = ~10,

여기서 0,25는 작동 코일 수의 허용 오차를 고려한 코일의 추가 부분입니다.

맨드릴 회전의 중립선 직경(그림 2)은 다음 공식으로 계산됩니다. D_nl.= 디_def.+ 2dX.X - 비율 d에 따라 표 1에서 결정됨_def./2d (이 경우 38/ (2x8) = 2,375) 보간 방법을 사용하여 X = 0,458을 계산하고 0,46으로 반올림한 다음 Dnl = 45,36mm입니다.

표 1

(확대하려면 클릭하십시오)

첫 번째 근사에서 Dcop은 D와 동일하게 취합니다._о= 42mm.

그런 다음 계수 k = D_국가./D_순경.= 45,36/42 = 1,08 복사기 작동 부분의 길이: = t·n = 14x9 = 126mm.

복사기 작동 부분의 예상 단계: T = l/(n_def.k) = 126 / (10x1,08) = 11,67mm.

계산된 복사기 작업 부분의 피치는 나사 절단 선반의 가장 가까운 이송 피치(T = 12mm)로 반올림되어 나사 홈 절단 가능성을 보장합니다. 주어진 스프링 피치를 유지하기 위해 복사기 홈의 내부 직경은 선택한 복사기 피치의 조건에서 다시 계산됩니다. k = l/(T n_def.) = 126/(12x10) = 1,05. 그런 다음 D_순경.= D_nl./k = 45,36/1,05 = 43,2mm.

복사기의 입력 및 출력 부분의 회전 수는 1,5와 동일하게 선택됩니다.

이 부품의 홈 피치는 실험적으로 확립된 공식 T = 0,875d = 0,875x8 = 7mm에 의해 결정되며 기계의 가장 가까운 피드 피치(7mm)와 동일합니다. 입력 및 출력 부품은 용접됩니다. 복사기 축에 고정하거나 직경 8mm의 핀 8개와 M45 나사 38개로 고정합니다. 복사기의 입력 및 출력 부분의 홈과 작업 부분의 홈의 결합은 적절한 파일을 사용하여 수동으로 처리되어 원활한 전환을 보장합니다. 복사기 재료 - 강철 42, 열처리 - 경도 HRCXNUMX...XNUMX로 경화. 계산을 확인하기 위해 와이어 길이가 결정됩니다. L₁= D_순경.π 1/T = 43,2x3,14x126/12 = 1425mm, 와이어 길이와 비교: L₂= D_nl.N_def.= 45,36x3,14x10 = 1425mm 와이어 길이도 비교됩니다: L₃= D_nl.π(n_def.+ 2x1,083) = 45,36x3,14(10+2x1,083) = 1733mm(와이어 길이:L)₄= (디_о+2d X) πn = (42 + 2x8x0,46) x14x11 = 1705mm.

올바르게 계산된 경우 오류 λ는 2,5%를 초과해서는 안 됩니다. 우리의 경우: λ = (L₃-L₄) 100%/L₄= (1733 - 1705)100/1705= 1,6%.

저자: V. Vinichenko

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Scott에 따르면 MFC는 사람의 개입이 어렵거나 불가능한 경우 자율 로봇을 위한 가장 효율적이고 안정적인 전원입니다. 미생물 연료 전지의 선택은 내구성, 미생물의 자가 재생 능력 및 다소 높은 비에너지 강도 때문입니다.

Scott은 미생물 발생기가 마이크로로버의 핵심 요소에 전력을 공급하고 온보드 배터리를 충전할 것이라고 말합니다. 배터리에 일정량의 에너지가 축적되면 로봇은 에너지 집약적 장치, 도구를 활성화하거나 스스로 움직입니다. 미생물 연료 전지는 Geobactersulphurreducens와 같은 혐기성 박테리아의 배양을 기반으로 합니다. 이 유형은 환경에 대한 소박함과 로봇의 긴 배터리 수명을 제공할 수 있는 긴 수명이 특징입니다.

MFC 사용의 공간 방향은 이러한 전원에 대한 고급 연구를 위해 NASA에서 할당한 보조금 때문입니다.

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