קפיצים

תמליל

1 קפיצים

2 ק פ י צ י ם Springs קפיצים הם חלקים גמישים העשויים חומרים בעלי מודול אלסטיות גבוה, בדרך כלל, אשר עקב הפעלת כוחות חיצוניים )או מומנטים חיצוניים( מקבלים עיוויים גמישים גדולים, מסוגלים לצבור אנרגיה מכנית ולהחזירה עם הסרת הכוחות או המומנטים

3 סוגי קפיצים

4

5 בבניית מכונות משתמשים בקפיצים למטרות האלה: עידון חבטות הפעלת כוח או מומנט אגירת אנרגיה וניצולה להפעלת מנגנונים מכניים ויסות כוחות הפועלים במערכות שונות מדידת הכוחות ומומנטים

6 חומרים המשמשים ליצור קפיצים: פלדות פחמניות בעלות אחוז פחמן גבוה) 0,9%-0.6% ) פלדות מסג פלדות אל חלד מתכות אל ברזליות )נחושת,פלז,ארד)ברנוזה( עמידות בפני שיתוך חומרים אל מתכתיים פלדות פחמניות משתמשות ליצירת כל צורות הקפיצים הקפיץ מעבדים באמצעות טיפול תרמי של חיסום והרפיה קפיצים עם קוטר התיל עד 3 מילימטרים מכיל עד אחוז אחד פחמן C "תיל מוסיקה" מיוצור בתהליך משיכה בקור במספר שלבים, טיפול תרמי של חימום ב-אמבט בדיל וטיפול של חיסום והרפיה פלדות משג הם פלדות צורן )Si(, מנגן Mn מאפין אותם חוזק גבולי גבוה משתמשים בהם לתילים עד קוטר m m 25

7 קפיץ בורגי הקפיץ הבורגי הוא בעל צורה גיאומטרית פשוטה, קל לייצור ומחירו נמוך. הוא מתאים לרוב המטלות שנועדו לקפיצים. הקפיץ הבורגי עשוי בדרך כלל תיל פלדה. מקובלים יותר הקפיצים בעלי תיל שחתכו עגול, אך יש גם קפיצים בורגיים בעלי תיל שחתכו מלבני.

8 מכבש מוחזר קפיץ על מכבש זה מורכבת ידית קפיצית, שמוחזרת בכוח הקפיץ למצבה ההתחלתי לאחר כל לחיצה. המכבש מיועד לביצוע מהיר של פעולות מחזוריות בקו ההרכבה. כוח ניקוב עד 2500 ק"ג משקל משוער 15 ק"ג שימוש מיועד ללחיצה או ניקוב של מוצרים סטנדרטים בייצור המוני.

9 קפיץ לולייני קפיצים לולייניים עשויים סרט פלדה או תיל פלדה מלופף בצורת לוליין מישורי. היתרון העיקרי הוא שבמרחב הקטן אשר תופס הקפיץ הוא מסוגל לאגור כמות גדולה של האנרגיה עקב יכולתו לסבול עיוויים גדולים.

10 קפיץ שטוח רגיל וקפיץ עלה קפיצים שטוחים רגילים בנויים מסרטי מתכת בעלי שטח חתך מלבני אחיד. גמישות תלויה באופן אחיזתו של הקפיץ. בקפיצים שטוחים רגילים משתמשים בעיקר כקפיצי לחיצה במנגנונים שונים.

11 קפיצי עלה

12 קפיצי עלה קפיצי עלה דומים לקפיצים השטוחים, הם בנויים כבעלי שטח משתנה. בהשוואה לקפיצים השטוחים, קפיצי עלה הודות לחתך המשתנה גמישים יותר.

13 קפיצי מרובי עלים קפיץ מרובה עלים נוצר מחיתוכו של קפיץ עלה )משולש או טרפז(, לעלים יחידים בעלי רוחב שווה, המחוברים ביניהם בחגורות פלדה. קפיצי עלה מרובי עלים מיועדים לעמוד בעומס גדול. הם מאפשרים השגת עיוויים גדולים.

14 קפיצי מרובי עלים

15 קפיץ צלחתי קפיצים צלחתיים משמשים בתנאי מקום מוגבלים. על החיבור האלסתי לשאת כוחות גדולים, בעיווי גמיש קצר. את הקפיץ אפשר להרחיב מצלחות נפרדות או מחבילות של צלחות המורכבות זו בתוך זו. ככל שמספר הצלחות בתוך החבילה גדול יותר הקפיץ גמיש פחות. משתמשים בקפיצים אלה בעיקר בפגושים, במכבשים, בפטישים ובמתקני הרמה.

16 קפיץ צלחתי

17 קפיץ טבעתי קפיץ טבעתי בנוי כמערך של טבעות חיצוניות )המוטרחות למתיחה( ופנימיות )המוטרחות ללחיצה(, בעלות מישורי מגע חרוטיים, המורכבים זו בתוך זו. קפיצים אלה מתאימים במיוחד לעומס דינמי, כאשר מעוניינים לעדן חבטות ולשכך אנרגיה. בקפיצים טבעתיים משתמשים לבניית פגושים, בבולמי חבטות ותנודות, במכבשים כבדים, ובפטישים מכניים.

18 קפיץ פיתול

19 באיור א' לשאלה מתוארים מלקחיים במצב חופשי ולידם טבעת אבטחה קפיצית. מלקחיים אלו מיועדים לפירוק והרכבה של טבעות קפיציות מהסוג המתואר באיור. א. קבע מה תפקיד קפיץ העלה שבמלקחיים? באיור ב' לשאלה מתואר אחד מקפיצי העלה שבמלקחיים. קפיץ העלה מתואר כקורה רתומה שבקצה החופשי שלה פועל כוח ]N] F. = 6 ב. חשב את מומנט הכפיפה המרבי הפועל בקפיץ.

20 קפיץ בורגי

21 באיור לשאלה מתוארים שני קפיצים גליליים העשויים מאותו תיל. מספר הכריכות הפעילות של קפיץ 2 גדול ממספר הכריכות הפעילות של קפיץ 1. על שני הקפיצים מפעילים כוח Fבעוצמה זהה. הגדר וציין: א. הגדר את המושג "קשיחות קפיץ". ב. העזר בנוסחה מתאימה וציין מי מבין שני הקפיצים

22 באיור לשאלה מתוארים האופייניים של שני קפיצי לחיצה גליליים. ]N[, מציין את הכוח הלוחץ על הקפיץ, ב F, f מציין את מידת ההתכווצות של הקפיץ, ב.]mm[ חשב: א. חשב את קבוע הקפיץ המתואר על-ידי אופיין א'. ב. חשב את קבוע הקפיץ המתואר על-ידי אופיין ב'.

23

24 v=bgez2c-bdvw&feature=related =ovavseept0a&feature=channel

25 C F f קשיחות )קבוע( הקפיץ: קשיחות C )קבוע( קפיץ היא :היחס שבין ערך שינוי העומס F על הקפיץ לבין העיווי f שנגרם לו const 4 C F G d f 8D 3 n N mm W F 2 f N mm עבודת עיווי של הקפיץ: עבודת W עיווי של הקפיץ היא:שטח השדה מתחת לאופיין )קבוע( קפיץ F f G 8D 3 d n 4 N F C f N חישוב כוח:

26 חישובי החוזק של קפיץ בורגי גלילי emax M 8F K K t K max t Z d 3 0 D t קביעת מידות הקפיץ: d K 8F e max t mm או d 3 K 8F max D t mm 4e K 4e 4 e

27 ]MPa[ ]MPa[ ]N] [Nmm[ ]mm[ ]mm[ 4 e 12 המאמץ השקול בצד הפנימי של הקפיץ המאמץ המשיקי המותר כוח הלחיצה )המתיחה( החיצוני המופעל על הקפיץ מומנט הפיתול של תיל הקפיץ הקוטר הממוצע של הקפיץ )D=2R( קוטר תיל הקפיץ מודול החתך בפיתול מקדם תיקון המאמץ אינדקס הקפיץ )היחס בין הקוטר הממוצע של הקפיץ Dלבין קוטר התיל e=d/d T emax ]t t [ F M t D ]mm[ d Z 0 K e

28 ךרוא ץיפקה רשאכ לעפומ אל וילע חוכ ךרוא ישפוח H0 ךרוא ץיפק חוכש הציחל םרג תדמצהל ויתוכירכ וז וזל ךרוא רוגס לוענ HS ץמאמה יברמה ןתינש ליעפהל לע רמוח ץיפקה רחאלו ותרסה רוזחי וידממל םיירוקמה לובג תויטסלאה שרפהה ןיבש ךרוא ץיפקה ישפוחה ןיבו ךרואה רוגסה/חותפה ץיפקב(ולש לותיפ תיווז לותיפה )תיברמה חווט )ךלהמ( הדובעה f ךרוא ץיפקה רשאכ לעפומ אל וילע חוכ ךרוא ישפוח H0 ךרוא ץיפק חוכש הציחל םרג תדמצהל ויתוכירכ וז וזל ךרוא רוגס לוענ HS ץמאמה יברמה ןתינש ליעפהל לע רמוח ץיפקה רחאלו ותרסה רוזחי וידממל םיירוקמה לובג תויטסלאה