Способы крепления заводных пружин

       Крепление пружины, особенно ее наружного конца, оказывает большое влияние на межвитковое трение, а, следовательно, и на работу пружины в целом. Поэтому выбор типа крепления при проектировании пружинных двигателей имеет важное значение.

       На плакате показаны четыре типа крепления наружного конца пружины наиболее часто применяемых на практике.

       На фиг. а, показано шарнирное крепление, которое применяется в некоторых часовых механизмах и в автоматических устройствах. При этом креплении после 1,5 ÷ 2,5 оборотов (в зависимости от размеров заводной пружины) витки в барабане располагаются эксцентрично относительно оси валика, вследствие чего возникает сильное межвитковое давление, что вызывает значительное трение между витками. Это является причиной скачков и неравномерности кривой спуска пружины. Применение этого крепления в точных и особо ответственных механизмах нерационально.

       На фиг. б, показано штифтовое крепление. Оно обычно применяется для крупных заводных пружин. Это крепление, как полужесткое несколько лучше шарнирного, так как происходит некоторое уменьшение межвиткового давления.

       На фиг. в, показано V-образное крепление. Это крепление, вследствие простоты его изготовления, применяется преимущественно в дешевых часах и в некоторых приборах. Основным недостатком его является возможность поломки в месте перегиба витка пружины. При таком креплении витки располагаются также эксцентрично. С целью увеличения надежности работы V-образного крепления в отношении устранения поломки на месте перегиба часто это крепление выполняют вставной пластиной А. Такое крепление все же обеспечивает несколько больший момент и лучший к.п.д., чем шарнирное и штифтовое. У этого крепления перемещение наружного конца создает благоприятные условия в смысле устранения перенапряжений наружного витка пружины при заводе. Однако, судя по характеру расположения витков, такое крепление далеко не отвечает условиям идеально нагруженной пружины, и поэтому его нельзя считать рациональным.

       На фиг. г, показано крепление с мечевидной накладкой. Это крепление применяется в точных часовых механизмах и ответственных приборах, где плавность кривой спуска без рывков и высокий к.п.д. имеют существенно важное значение. Накладку А соединяют с наружным концом пружины (с внутренней ее стороны) при помощи заклепки Б и вставляют усиками В в отверстия, сделанные в дне и в крышке барабана. Эта операция осуществляется при помощи специального приспособления. Накладке придают форму дуги круга, радиус которого равен, примерно, внутреннему радиусу заводного барабана. Рабочая длина накладки имеет переменное сечение по ширине. Это необходимо для плавного изменения радиуса кривизны наружного конца пружины. При правильном подборе размеров накладки витки пружины при заводе и спуске располагаются концентрично относительно оси валика пружины. Кривая спуска получается плавной; к.п.д. довольно высок.

       Концентрическое расположение витков близкое к идеальному (см. работу 4), обеспечивается тем, что по мере завода или спуска мечевидная накладка А постепенно изгибается, и ее конец вместе с пружиной перемещается в радиальном направлении радиуса. Это облегчает виткам перемещение в начале спуска, отделяя их один от другого. Крепление с мечевидной накладкой получило широкое применение как наиболее рациональное из всех перечисленных креплений.

       Следует отметить, что замена шарнирного крепления креплением с мечевидной накладкой дает повышение момента пружины на рабочем участке, примерно на 20 ÷25%, а замена V-образного и штифтового крепления дает повышение момента на 10 ÷15%.

       Долговечность пружины во многом зависит от правильного крепления ее внутреннего конца. Внутренний конец пружины должен быть отожжен, примерно, на 1,5 витка с плавным изменением твердости. Учитывая частые поломки пружин, особенно на внутреннем конце, в зоне перехода от отожженной части к закаленной нельзя допускать, чтобы длина переходной части была слишком малой. Она должна составлять, примерно, половину внутреннего отожженного витка пружины.

65

       В нижней части плаката показаны различные способы закрепления внутреннего конца заводной пружины, применяемые на практике:

       А. – радиальным штифтом; б. – зубом, выполненным на валике путем фрезерования; в. – нерадиальным (наклонным) штифтом (глубина установки штифта равна трем его диаметрам); г. – по типу патефонных пружин; д. – в прорези валика (для толстых пружин); е. – на полный валик, сидящий на оси свободно. Последний способ применяют в случаях, когда необходимо соединить пружины последовательно (завод осуществляется через один барабан, а спуск через другой барабан).