Полезные вещи из пружин. Технология изготовления и закалки пружины своими руками. Тракторный обод для тахты

Для изготовления пружин предварительно подготавливают заготовки на специальных прокатных станках. Из стального сплава прокатывается пруток требуемого диаметра, из которого позже изготавливается пружина.

При производстве пружин первая операция, которая осуществляется, является подготовка прутка - заготовки будущей пружины. Выполняют непосредственную длину развертки прута, из которого изготовят пружину. Длина развертки для каждого типа пружин является индивидуальной величиной и выполняется на каждом предприятии, где изготавливают пружины . Эту операцию проводят при помощи специальных ножниц, которые могут рубить стальные прутки разного диаметра и разного состава.

После этого готовые по длине развертки, пруты отправляются на устройство правки прутов. Этот технологический процесс имеет свои особенности. Характеристики готовой пружины должны находиться в определенных четко заданных пределах. По этой причине геометрия прутка должна находиться в четких пределах допустимых отклонений. Допускается только отклонение, связанное с самим процессом обработки изделия. После того как пруток прошел предварительную обработку проводят его обработку с использованием металлообрабатывающих станков. Для обработки прутка используют шлифовальные станки, которые обрабатывают пруток по наружному диаметру. Эти станки являются достаточно специфическими с бесцентровым шлифованием детали. Эти станки можно применять для обработки деталей, которые имеют длину превышающую их диаметр.

Используя такие станки, проводят предварительную подготовку прутка перед навивкой. Используя станки, достигают определенной чистоты обработки поверхности. Для производства пружин требуется очень качественная обработка поверхности прутка во избежание появления в дальнейшем различных дефектов. Навивку пружины проводят на специальном оборудовании.

Процесс осуществляется при одновременном нагреве заготовки до 860-900 градусов по Цельсию. Благодаря повышению температуры значительно снижается сопротивление металла и одновременно происходит повышение предела пластической деформации, что позволяет получить готовое изделие, которое имеет строго определенную геометрию, влияющую на показатели готовых пружин.

Видео, как делают навивку пружины горячим способом:

Производство пружин является достаточно сложным технологическим процессом. При наличии приличной суммы финансовых средств вложение их в организацию производства пружин различного назначения является неплохой . Но такой бизнес требует очень серьезного подхода к организации производства и сбыта готовой продукции. Кроме этого, прежде чем вкладывать огромные средства нужно разработать четкий развития вашего производства иначе в противном случае вы можете оказаться полным банкротом.

В настоящее время в магазинах можно без проблем приобрести практически любые необходимые в домашнем хозяйстве изделия. В то же время внимание и творческие усилия самодеятельных конструкторов всё больше направляются на технически сложные объекты: тракторы, вездеходы, легковые автомобили и даже самолёты. Меняется и подход самодельщиков к реализации задуманных проектов; их не пугает необходимость самостоятельного изготовления сложных и точных деталей, к которым к тому же могут предъявляться жёсткие требования по прочности. Одним из таких типичных элементов, присутствующих практически во всех энергоёмких конструкциях, являются винтовые цилиндрические пружины растяжения или сжатия. В связи с этим многим нашим читателям будет интересно и, надеемся, полезно ознакомиться с методикой, разработанной украинским инженером В.В.Виниченко, которая поможет изготовлению ответственных пружин с необходимым качеством и точностью.

Предлагаемый способ навивки винтовых цилиндрических пружин реализуется на токарно-винторезном станке при помощи специального приспособления, состоящего из оправки и копира. В патроне станка крепится оправка с зацепом в виде отверстия в торце фланца для фиксирования начала пружинной проволоки. В резцедержатель устанавливается державка с копиром. Копир - это вал с нарезанной винтовой канавкой переменного шага, который свободно вращается в двух подшипниках. Канавки в начале и в конце копира обеспечивают навивку поджатых витков пружины, а центральная часть - навивку рабочих витков с необходимыми шагом и диаметром.

Державка копира представляет собой конструкцию, сваренную из 40-мм стальной пластины, усиленную ребром из 10-мм полосы, и двух корпусов подшипников. Правый корпус приварен к пластине, а левый крепится болтами М12 (для обеспечения возможности замены копира}. Конкретные чертежи на державку не представлены, поскольку они диктуются типом токарно-винторез-ного станка и размерами навиваемой пружины. Изготовление пружины производится в следующей последовательности. Сначала заготовка - мерный отрезок проволоки отогнутым под 90° концом длиной 4 - 5 d пропускается снизу под копиром и устанавливается в отверстие-зацеп оправки. Затем копир поворачивается вручную до совпадения начала канавки с положением проволоки. Её натяг и постоянный контакт с винтовой канавкой копира обеспечиваются значительным сопротивлением изгибу пружинной стали заготовки. Процесс формирования пружины начинается включением шпинделя станка на минимальных оборотах. Проволока навивается на оправку, а шаг задаётся винтовой канавкой вращающегося в подшипниках копира.
Ниже приводится методика расчёта параметров оправки и копира, обеспечивающих необходимые размеры пружины.

Принятые обозначения при проведении расчётов

Исходные данные {размеры пружины):
п - число рабочих витков;
п. - полное число витков;
t - шаг рабочей части;
Do - внутренний диаметр;
Dcp - средний диаметр.
Параметры копира:
I - длина рабочей части;
DKon - внутренний диаметр канавки;
DHJ1 - диаметр нейтральной линии витков, навиваемых на оправку;
к - ОипЮкоп - поправочный коэффициент;
Т - шаг винтовой линии рабочей части;
Т - шаг винтовой линии заходной и выходной частей.
Оправка:
d -диаметр.
Промежуточные расчётные величины;
L - длина одного витка пружины без учёта шага;
D - средний диаметр витков пружины, навитых на оправку;
X - табличный коэффициент для определения нейтральной линии при изгибе;
B - коэффициент, учитывающий пружинные свойства проволоки;
попр -число рабочих витков пружины, навиваемых на оправку с учётом упругости проволоки;
L1 -длина проволоки, проходящей по рабочей части копира;
L2 - длина проволоки рабочих витков пружины, навитых на оправку;
L3 - длина проволоки, навитой на оправку с учётом поджатых витков;
Lч - длина проволоки пружины согласно чертежу.

Решающее значение при расчёте имеет величина, учитывающая упругость проволоки при изгибе. Она используется при определении диаметра оправки и количества витков поп. Для определения значения этой величины рекомендуется следующая последовательность. В первом приближении изготавливается оправка диаметром D , На токарно-винторезном станке на оправку навивается 5 - 10 витков проволоки с шагом подачи, приблизительно равным шагу пружины. При этом в резцедержатель устанавливается специальный ролик с канавкой. После навивки определяется угол раскручивания всех витков пружины а вычисляется угол, приходящийся на один виток а.1 и в заключение - коэффициент В = а1 /360°/, учитывающий упругость проволоки из заданного материала.

Ниже приведена методика на примере расчёта размеров копира и оправки для навивки пружины из стали 60С2А-В-1-ХН ГОСТ 14963-78 с параметрами: п = 9; nt = 11; t = 14 мм; Do = 42 ± 0,9 мм; d= 8 мм; Dср=50 мм.

При заданных размерах пружины по вышеописанной методике экспериментально установлено увеличение дуги окружности одного витка на 30° после снятия с оправки диаметром 42 мм, что соответствует увеличению длины витка в 1,083 раза (В = 30° 360° = 0,083). Исходя из этого,
Dcp.onp. = (L - ВL/ тт = L (1 - В)/тт = 157x0,917/3,14 = 46 мм,
где L = тт Dcp = 3,14x50 = 157 мм;
d опр. = Dcp.onp.- d = 46 - 8 =38 мм
nопр = 1,083п + 0,25 = 1,083 + 0,25=~10
где 0,25 - добавочная часть витка с учётом допуска числа рабочих витков.
Диаметр нейтральной линии витка на оправке (рис. 2) вычисляется по формуле:
D нл. = d опр + 2d X.
X - определяется по таблице в зависимости от соотношения donp/2d (в нашем случае 38/ (2x8) = 2,375)
Методом интерполяции и вычисляем X = 0,458 и округляем до 0,46.
Тогда Dнл.45,36 мм.
DKOn в первом приближении принимается равным Do = 42 мм.
Тогда коэффициент к = Dил /Dкоn -45,36/42 = 1,08.
Длина рабочей части копира: = t-n = 14x9 = 126 мм.

Расчётный шаг рабочей части копира:
Т = |/(попр к) = 126/(10x1,08) = 11,67 мм.
Полученный расчётный шаг рабочей части копира округляется до ближайшего шага подачи токарно-винторезного станка (Т = 12 мм), чтобы обеспечить возможность нарезки винтовой канавки. Для сохранения заданного шага пружины внутренний диаметр канавки копира пересчитывается из условия выбранного шага копира:
k = l/(Tnonp) = 126/(12x10) = 1,05.
Тогда DКОП. = Dн л/н = 45,36/1,05 =43,2 мм.

Число витков заходной и выходной частей копира выбрано равным 1,5. Шаг канавки этих частей определяется по экспериментально установленной формуле:
Tn = 0,875d = 0,875x8 = 7 мм, и принимается равным ближайшему шагу подачи на станке (7 мм).
Заходная и выходная части привариваются к оси копира или крепятся двумя штифтами диаметром 8 мм и двумя винтами М8. Сопряжение канавок заходной и выходной частей копира с канавкой рабочей части обрабатывается вручную соответствующим напильником, обеспечивая плавность перехода. Материал копира - сталь 45, термообработка - закалка до твёрдости HRC38...42.
Для проверки расчётов определяется длина проволоки:

L1= DKon тт 1/Т = 43,2x3,14x126/12 = 1425 мм и сравнивается с длиной проволоки:
L2 = D нл. тт п опр. = 45,36x3,14x10 =1425 мм.
Также сравнивается длина проволоки:
L3 = D нл. тт (п опр. + 2x1,083) =45,36x3,14(10+2x1,083) = 1733 мм

с длиной проволоки:
Lч = (Do +2d X) тт n = (42 + 2x8x0,46) хЗ,14х11 = 1705 мм.
При правильном расчёте погрешность Лямда не должна превышать 2,5%. В нашем случае:
Лямда= (L3 - Lч) 100%/L4 = (1733 - 1705)100/1705 = 1,6%.

При создании различных устройств очень полезно иметь под рукой пружины. Само собой возникает вопрос: сколько, какого типа и размера могут понадобиться в следующий раз и как сделать пружину своими руками?

При этом иногда возникает ситуация, когда сложно найти пружину, которая идеально соответствует твоим требованиям. Так почему бы не сделать свою собственную?

Создание пружин может показаться пугающим, но при помощи базового инструмента и с простой инструкцией каждый из вас сможет создать ее.

В этой статье я покажу вам, как сделать некоторые из них, сначала самые простые, а затем я перейду к некоторым «продвинутым» инструментам, но это не добавит процессу создания сложности.

Шаг 1: Типы

Вот несколько из множества типов пружин, которые мы научимся делать. Слева направо:

Натяжная
Сжимающая
Коническая
Торсионная

Шаг 2: Начнём работу при помощи базовых инструментов

Вы сможете начать создавать множество разных типов при помощи инструментов, обозначенных в списке:

штырь диаметром 1.4 см
струна для пианино или проволока
плоскогубцы с кусачками
зажимы
беспроводная дрель

Шаг 3: Обрежем штырь

Сначала возьмите деревянный штырь и обрежьте его до длины примерно 12 см. Затем прорежьте в одном из его концов паз, он будет предназначаться для струны. Штырь диаметром примерно 1.4 см подойдёт лучше всего потому, что он хорошо крепится в патроне дрели.

Шаг 4: Создание натяжной пружины

Беспроводные дрели хороши тем, что можно настраивать скорость их вращения. Для безопасности всегда пользуйтесь плоскогубцами — если провод соскочит, то он может порезать вам руки.

Закрепите дрель на столе при помощи зажимов. Одна рука лежит на кнопке включения дрели, а вторая зажимает плоскогубцы. Проворачивайте дрель столько, сколько вам нужно, пока не добьётесь необходимого количества витков. Во время намотки удерживайте шнур под напряжением, и пружина будет поворачиваться лучше.

Шаг 5: Сгибание струны

После намотки, я согнул плоскогубцами оставшиеся кончики и получил натяжную пружину. Экспериментируя, вы можете добиться различных размеров петелек.

Шаг 6: Сжимающая

Для нее потребуется более длинный штырь, в котором также будет вырезан паз. Во время намотки, отмеряйте расстояние между витками на глаз. Это потребует от вас практики, но занятие на самом деле очень занимательное.

Когда пружина была готова, я провел тест (см. последнюю фотографию). Я поместил ее на штырь, придавил её сверху небольшим деревянным бруском и быстро отпустил — брусок выстрелил до потолка.

Шаг 7: Коническая

Коническая делается при помощи дрели и ленточной шлифовальной машины.

Используя ту же технику намотки, я посадил струну в пазик на штыре. Когда пружина была полностью намотана, я обрезал её концы, и коническая пружина была готова. Ее я сделал дважды, и второй вариант вышел более хорошим.

Шаг 8: Торсионная

Для изготовления торсионной я использовал латунный стержень, так как деревянный штырь не выдерживал нагрузки и ломался. Чтобы создать пружину, сделайте несколько витков и оставьте прямой участок струны с обоих концов. Изогнув концы струны, вы создадите хорошую торсионную пружину.

Шаг 9: Заключение

На фотографиях вы видите сжимающую и набор различных пружин, которые я сделал в домашних условиях.

Я надеюсь, изготовление окажется для вас простым занятием и поможет вам сделать множество интересных проектов. Если вы используете их постоянно, то это также сэкономит вам деньги.

Многие из нас сталкивались с ситуацией, когда появляется необходимость в изготовлении своими руками пружины для той или иной домашней утвари. И некоторые граждане не знают, как очень просто можно сделать такую пружину в домашних условиях.Потребности в навивке пружин могут быть самые разные.

Допустим, иногда требуется изготовить в виде пружины спираль ТЭНа для какого-либо нагревателя.Как-то подобные пружины меня попросила сделать соседка-портниха к нагревателю тяжеленного утюга, который был отлит из чугуна еще во времена Ивана Грозного. Сказала, что цивилизованным легким утюгом невозможно прогладить швы сшитого пальто.В этом случае вплотную виток к витку навивают спираль пружины из нихромового провода, а затем изготовленную пружину растягивают так, чтобы ее витки были разнесены по длине.

То есть они не должны соприкасаться друг с другом. Затем на пружину надеваются изоляционные чашечки.Но перед навивкой нагревательной пружины длина нихромового провода должна быт строго отмеряна, исходя из расчетного сопротивления, проходящего через него тока.

В противном случае спираль так тщательно изготовленной нами токопроводящей пружины может либо слабо нагреваться, либо быстро сгорит.Однажды попросил изготовить небольшие пружины для кулачков патрона ручной дрели сосед после того, как его малолетний сын досконально изучил ее устройство, естественно, перед этим разобрав дрель на комплектующие.Навивать пружины в домашних условиях приходится иногда и рыбакам, если они своими руками изготавливают зимние удочки с подпружиненными катушками.Да и мало ли в жизни может встретиться ситуаций, когда нам может потребоваться сделать пружину своими руками в домашних условиях. Предложенным в статье методом вы можете изготовить маломощные пружины, работающие, как на растяжение, так и на сжатие.Допустим, для того чтобы пружина смогла на автомате захлопнуть входную дверь, мы должны эту пружину растянуть.

После чего ее витки, сжавшись без нашего участия, калитку и закроют. Но не думаю, что такую мощную пружину нам удастся изготовить в домашних условиях.На сжатие работают пружины во многих конструкциях автоматических карандашей и шариковых ручек.В модели «Удочки для зимней рыбалки» тоже фигурирует пружина, работающая на сжатие.

Значит, при изготовлении такой пружины между ее витками должен быть предусмотрен зазор. Навить подобную пружину своими руками нам тоже вполне по силам.

КАК СДЕЛАТЬ ПРУЖИНУ

Взглянув на эскиз под заголовком статьи, можно и без лишних подсказок догадаться, как можно сделать пружину своими руками.На рисунке под цифрой «2» показаны «губки» тисков, цифрой «3» я обозначил две тонкие пластины, приклеенные изнутри тисков к «губкам».Пластины перед изготовлением пружин можно сделать из твердой пластмассы наподобие гетинакса. Тогда в них при намотке витков пружины не будет прорезаться канавка.В принципе, если у вас тиски новые, то пластмассовые пластинки ставить необязательно.

Правда, при навивке пружин сравнительно большого диаметра они меж губок тисов формируют широкую щель, которая иногда при изготовлении пружин совсем не помешает.Цифра «4» соответствует стальной пружинной проволоке. Цифре «5» присвоена самому поворотному устройству, на штоке которого и будет навиваться пружина.Поворотное устройство представляет собой уменьшенную копию ручки запуска мотора автомобиля.

Его для навивки пружин малого диаметра можно сделать из сварочных электродов или подходящей по толщине жесткой проволоки.Но посредине торца штока должна быть обязательно пропилена прорезь (смотрите позицию «1»). Иначе мы не сможем закрепить конец проволоки, для того чтобы начать изготовление пружины.

Пропил в торце штока перед намоткой пружины можно сделать шлицовкой или ножовкой по металлу.Для того чтобы сделать пружину из сравнительно толстой проволоки, изгиб вертикальной составляющую ручки (обозначена цифрой «5») следует удлинить. Тогда увеличится плечо ручки и будет полегче работать нашему собственному плечу.Ручку для навивки пружин можно сделать из обыкновенного длинного гвоздя, обрезав его с двух сторон и согнув так, как показано на эскизе.Если диаметр гвоздя мал, а нам требуется сделать пружину большого диаметра, то на шток ручки (рабочая горизонтальная часть) следует надеть нужной толщины трубку.В торце трубки следует сделать пропил для захода проволоки и производить изготовление пружины обычным порядком.Для удобства навивки большой зазор между внутренним диаметром трубки и диаметром штока ручки можно выбрать, намотав на шток "заводилки" бумажную полосу.

Все будет зависеть от качества закалки провода и от усилия, которое мы приложим при его навивке. Чем мягче провод, тем меньше разовьется и изготовленная пружина.Перед навивкой стальную проволоку (допустим, струну) следует выпрямить.

Просто возьмите оба ее конца в руки и с сильным натягом несколько раз проведите за какой-нибудь круглой металлической поверхностью.А сейчас попробуем сделать пружину своими руками с нуля. Для этого конец проволоки пассатижами сгибаем под острым углом и вставляем в торцовую прорезь штока ручки (позиция «1») Кончик проволоки не должен выступать за пределы прорези в штоке, иначе при намотке витков он будет постоянно упираться в «губки» тисков.Первый кривой виток пружины, не имея должного опыта, можно намотать тоже с помощью пассатижей.

Затем проволоку заводим между приклеенных на «губки» тисков гетинаксовых пластин, кладем шток на тисы, сводим вместе «губки» тисков.От усилия, с которым мы затянем в тисках провод, будет зависеть величина, на которую полностью сделанная пружина после навивки разовьется, увеличив тем самым свой диаметр.Проволока в тисах должна быть затянута туго, но усилия, приложенного к рычагу «5» ручки, должно вполне хватать для того, чтобы провод можно было протащить сквозь губки тисков.Далее начинаем вращать ручку. Удобнее, если ее направление вращения будет таким же, что и на рисунке (от себя по часовой стрелке).

Тогда мы сможем отслеживать визуально, как ложатся витки при изготовлении пружины.Еще раз взглянем на эскиз. На нем четко видно, что три первых навитых витка при изготовлении пружины легли рядом.

То есть, наша пружина сделана для работы только на растяжение.Таким способом мы можем изготовить пружину на автомате, если провод ровный. В крайнем случае, со стороны торца (захода конца провода) шток можно слегка прижать при формировании витков каким-нибудь металлическим предметом.Следующие пять витков на пружине сделаны с определенным шагом.

То есть между витками существует зазор. Подобные пружины могут работать как на растяжение, так и на сжатие. Рыбаки могут пружину на сжатие применить при изготовлении удочки для зимней рыбалки (ссылка дана выше).Шаг между витками в процессе изготовления своими руками пружины можно задать тоже очень просто.

Для этого в точке выхода проволоки из «губок» тисков проложите пластину нужной вам толщины и продолжите навивку пружины.Пластину для навивки пружины с зазором между витками можно сделать из металла или твердой пластмассы. Толщина пластины и будет равна просвету между витками изготовленной пружины.А сейчас попробуем на штоке этой же заводной ручки сделать пружину большего диаметра, но этим же проводом.

Для этого, не раскручивая тисков, вытащим шток из пружины, которая тут же несколько разовьется. Но нас это не должно смущать.Далее наденем на шток трубку прорезью к выходящей из тисков проволоке.

Затем шток заведем в намотанные витки пружины малого диаметра, в прорези штока закрепим заход пружины. То есть опять заведем в прорезь на штоке согнутый конец проволоки.Затем заведем проволоку в прорезь на торце трубки и начнем вращать ручку.

Естественно, несколько оборотов до натяжения проволоки будут пустыми и только после этого проволока начнет навиваться на трубке с большим, чем у штока "заводилки" диаметром.Сделав одним из предложенных выше способов пружину (с некоторым запасом) нужной длины, снимаем ее со штока или трубки. Далее изготовленную пружину следует подогнать по длине. Здесь мои советы упираются только в применение трехгранного надфиля с алмазным напылением.Нужную чистоту подрезанных конечных витков изготовленной пружины можно получить тоже с помощью надфиля с очень твердым покрытием, либо с применением бруска.

Как сделать пружину своими руками

Хорошую пружину, которая будет долго служить и максимально эффективно выполнять свои задачи, можно изготовить не только на производстве. Да, там есть возможность полностью соблюсти весь производственный процесс, все его параметры, правильно выбрать характеристики всех технологических процессов (например, температуру закалки). Однако простую пружину для механизма, который работает в щадящем режиме, можно сделать и своими руками. Для этого понадобятся следующие материалы:

непосредственно пружина и проволока подходящего для задуманного агрегата размера;газовая горелка;бытовая или термическая печь.

Диаметр пружины

Если диаметр проволоки не более 2 мм, то пружину можно сделать, не применяя термическую обработку. Для этого необходимо таким образом разогнуть проволоку, чтобы она стала абсолютно ровной, а затем с усилием намотать ее на оправку.Что касается диаметра оправки, то он должен быть немного меньше, чем внутренний диаметр пружины, который вы хотите получить.

Это необходимо для компенсации упругой деформации. Скорее всего, придется несколько раз разгибать и свивать пружину, попробовать оправки нескольких размеров, чтобы подобрать нужный диаметр.

Между витками пружины сжатия расстояние должно быть немного большим, чем уже у готовой пружины. Два крайних витка должны хорошо и плотно прилегать друг к другу.Если же диаметр пружины, которую вы хотите использовать как исходный материал больше 2 мм, то, прежде чем начинать с ней работу, ее нужно подвергнуть отжигу. Потому что без этой процедуры такую толстую проволоку невозможно выпрямить и навить.

В первую очередь нужно правильно подобрать материал для будущей пружины - это половина успеха. В производстве используются сплавы цветных металлов (65Г, 60ХФА, 60С2А, 70СЗА, Бр. Б2 и т.д.) или специальные стали (углеродистые или легированные). Если же вы решили сделать пружину самостоятельно, самым подходящим материалом для этого станет другая пружина нужного размера (обращать внимание нужно на диаметр проволоки, из которой она изготовлена).Отжиг лучше всего проводить в специальной термической печи. Если же вам не удалось найти такую, то используйте кирпичную или металлическую. Разведите огонь на березовых дровах и в угли положите пружину. Подождите, пока она не раскалится докрасна, и пусть она продолжает лежать в печи до полного ее охлаждения. После такой процедуры отжига проволока станет пригодной для навивания.Выпрямите ее и намотайте на оправку. Делайте это так, как описано выше. При процедуре изготовления пружины витки навивайте вплотную друг к другу.Теперь закалите пружину, чтобы она не потеряла форму. Для этого ее необходимо нагреть до температуры 830-870 градусов и опустить в трансформаторное масло (можно использовать и веретенное). Естественно, что вы не сможете по приборам отслеживать нужную температуру, поэтому определяйте ее визуально по цвету нагретого металла. При температуре 830-900°С металл имеет светло-красный цвет. Если такой оттенок появился - пружина дошла до нужного состояния.После закалки нужно сжать пружину до сжимания витков и оставить ее, не разжимая, на 20-40 часов. Затем сточите на точильном агрегате концы пружины и изделие готово.

§ 10. ИЗГОТОВЛЕНИЕ СПИРАЛЕЙ И СПИРАЛЬНЫХ ПРУЖИН Из проволоки изготовляют спирали для различных целей. Так, длинные провода для экономии занимаемого ими места наматывают в виде спиралей (для электродов в реостатах, в лабораторных приборах по изучению закона Ома и т. п.). Материал проволоки во всех этих случаях берут согласно электрическим требованиям (медь, никелин, нихром и т.п.). В некоторых случаях, например, при изготовлении схематизированных моделей обмоток с целью только показать направления витков обмотки, материал проволоки безразличен. Спирали из 3-4 витков медной проволоки позволяют создать крепление для пробирок (рис. 176, Л), указатель высоты (рис. 176, В), патроны для низковольтных ламп (12 в и 4 в) (рис. 176, Такие спирали обладают известной эластичностью, возникающей за счет сопротивления спирали раскручиванию. Так, если несколько развести концы спирали и fc, то диаметр ее увеличится, но после всего освобождения спираль плотно охватит вставленную в нее пробирку или стойку. Для более удобного использования спирали рекомендуется"ее кончик сделать отогнутым, как показано на рисунке 176, Л и 2.Иногда наматывать спирали приходится из таких жестких или упругих металлов, как никелин и нихром (спирали для реостатов и электроплиток), тогда должны быть применены приемы намотки, как и для пружин (раздел 3).Рис. 175. Последовательные операции привязывания провода к ролику. Здесь же мы рассмотрим наматывание спиралей из мягкой проволоки- алюминиевой, медной и отожженной железной.Наматывают спирали на цилиндрическом шаблоне, диаметр которого равен внутреннему диаметру изготовляемой спирали. Такими шаблонами могут служить металлические цилиндры, например круглые стержни, газовые (водопроводные) трубы, тела для определения плотности, металлические и деревянные части различных приборов и т. п. Чтобы намотанная спираль после своего снятия с шаблона сохраняла свою форму, проволока должна быть достаточно толста сравнительно с диаметром спирали. Так, если проволоку 0,8 навить на карандаш, то после снятия она сохранит форму спирали, а если навить ее на бутылку, то при снимании спираль распустится. Рекомендуется для решения вопроса о том, годится ли проволока для спирали заданного диаметра, делать пробу, навивая два-три витка на шаблон.Наматываемая проволока не должна содержать перегибов. Шаблон можно держать в руках, но лучше его закрепить неподвижно. Если же число витков спирали велико, то целесообразнее всего сделать шаблон вращающимся. Укладывать витки на шаблоне нужно вплотную, без щелей или зазоров между ними; в случае необходимости спираль после ее восстановления можно растянуть.Рис. 176 Применение проволочных спиралей для поддержания пробирки для отметки высоты и для изготовления примитивных патронов низковольтных ламп (12 в и 4 в) и Намотку пружины, как и спиралей из проволоки, производят на шаблон цилиндрической формы. Существенная узница между намоткой спирали и пружины заключается в том, что диаметр шаблона, или, как его более принято называть, оправки, при намотке спиралей из мягкой проволоки (медь, алюминий) берут равным диаметру изготовляемой спирали; при наматывании же пружины из стальной, и следовательно упругой, проволоки диаметр оправки (при прочих равных условиях) подбирают тем меньшим по сравнению с нужным диаметром пружины, чем большей упругостью обладает данный сорт стали. Действительно, если намотать из стальной проволоки пружины на какой-либо стержень, то при освобождении концов обмотки окажется, что пружина начнет вращаться, раскручиваться и примет диаметр больший, чем толщина стержня. Поэтому рекомендуется воспользоваться данными, приведенными в таблице 13.При наматывании пружин, предназначенных для работы как на растяжение, так и на сжатие, витки надо укладывать вплотную друг к другу без малейшего зазора между ними.Для облегчения работы важно, чтобы оправка была способна к вращению вокруг своей оси, иначе намотку даже вдвоем осуществить будет весьма трудно. Если диаметр оправки не превышает 7-8 то для намотки коротких пружин можно воспользоваться дрелью (рис. 95). В этом случае корпус дрели зажимают в тисках или прочно укрепляют иным способом и ведут намотку на оправку (стержень), вставленную на месте сверла, так, как показано на рисунке 177, При этом необходимо, чтобы наматываемая проволока была сильно натянута. Целесообразнее всего для намотки пружины использовать тиски (рис. 178). Для намотки пружины нужно сделать специальный станочек (рис. 179, Л), состоящий из деревянной подставки (доска с двумя стойками из многослойной клееной фанеры) и мотовила, согнутого из толстой проволоки (d=4-5 Пружину можноРис. 177. Использование дрели для намотки малых пружин и катушек. Рис. 178. Намотка пружины в тисках. навивать непосредственно на эту проволоку или же для пружин сравнительно крупного диаметра надевать на мотовило деревянный валик или металлическую трубку нужного диаметра.На валу мотовила необходимо просверлить два отверстия и 6, которые используют для закрепления конца проволоки соответственно при правых и левых намотках (рис. 179, Конец проволоки, отогнув под прямым углом, вставляют в отверстие и тем самым закрепляют его (рис. 179, Трудно, но можно при отсутствии отверстия привязать конец проволоки, отогнув его под прямым углом и плотно обмотав сверху более тонкой проволокой 1 (рис. 179, Не исключена возможность временной припайки конца провода к стержню мотовила с последующей после намотки отпайкой и отрезанием испорченного конца.Для получения натяжения наматываемой проволоки ее нужно пропустить в отверстие (или щель), сделанное в основании подставки, и затем зажать между двумя кусочками фанеры в губках ручных тисков (рис. 179, Тогда при наматывании тиски повиснут, упираясь снизу в подставку, а проволока станет придерживаться трением между фанерками. Рекомендуют также оправку, снабдив ее для вращения ручкой, зажать между двумя деревянными планками, вложенными между губками тисков (рис. 179, Тогда отпадает надобность в создании натяжения наматываемой проволоки.Закрепив совершенно надежно конец, начинают обмотку, медленно вращая мотовило. При этом, как уже указывалось, очень важно получить достаточное натяжение проволоки, чтобы витки плотно ложились на оправку, располагаясь при этом вплот-обмотке следует использовать клей для металла, например БФ2. ную друг к другу. Последнее обычно получается автоматически, так как мотовило само смещается вдоль своей оси нужным образом.При наматывании мотовило нельзя освобождать из рук ни на одно мгновение, иначе оно сделает несколько оборотов назад и начатая обмотка распустится.Пружину можно намотать левую (против часовой стрелки) или правую (по часовой стрелке), что зависит от направленияРис. 179. Станок для намотки пружины и С). Использование ручных тисков для создания натяжения проволоки Устройство для намотки пружины в тисках (?). Рис. 180. Приемы раскручивания спирали. вращения мотовила. Для намотки длинных спиралей из нихрома и никелина, нужных для электроплиток и реостатов, приходится пользоваться теми же приспособлениями, согнув мотовило длиной 40-50 из железной проволоки. Подобным же образом наматывают пружины, служащие приводными ремнями (рис. 159, 4.шага пружины. Пружину, как правило, наматывают так, чтобы ее витки располагались вплотную друг к другу, поэтому после изготовления ее иногда приходится растягивать. Для этого пружину берут за ее концы руками или, если она очень упруга, при помощи плоскогубцев или ручных тисков.Распрямление спиралей Иногда бывает необходимо распрямить спираль или пружину для использования полученной из нее прямой проволоки или при заделке концов пружины.Распространенный прием, заключающийся в вытягивании пружины, неправилен (см. гл. 8, § 4) (рис. 180, если и удается распрямить, то только тонкую проволоку из самых мягких металлов (медь и алюминий), причем проволока после выправления «барашков» окажется все же перекрученной в продольном направлении. Более упругие металлы и толстую проволоку распрямить вытягиванием нельзя. Правильно распрямляют, когда конец спирали поворачивают так, чтобы совершалась операция, противоположная примененной при скручивании (рис. 180, Если раскрутить пружину или спираль надо не у ее конца, а где-то в середине, то одну из половин раскручивают,заставляя поворачиваться вокруг своей продольной оси (рис. 180, С). Можно также каждую из половин надеть на два стержня и, держа их в руках, растягивать (рис. 180, D), позволяя этим половинам вращаться на стержнях, как на осях.Заделка концов у пружин и устройство указателей. Чаще всего концы пружин заделывают в виде петелек, крючков для подвешивания или сцепления с другими приборами. Для пружин, работающих на сжатие, лишние концы обрезают.Для подвешивания или сцепления концам пружины круглогубцами и плоскогубцами (рис. 169 и 170) придают вид, изображенный на рисунке 181, Л, или, что более правильно, делают изгиб, чтобы прямые концы лежали на осевой линии пружины (рис. 181, и § 7). Для пружин, служащих тормозом или используемых как движущая сила, один из концов заделывают петелькой для удержания головкой шурупа или болтика (рис. 181, С).У пружин, служащих для абсолютных или для относительных (ведерко Архимеда) измерений, свободный конец пружины, кроме петельки или крючка, снабжают указателем, нужным для отсчета по шкале. Этот указатель может быть сделан из заостренного на одном конце куска проволоки, согнутого под прямым углом и прикрепленного пайкой (гл. 5, § 6) так, как это показано на рисунке 181, Так как при растяжении пружины ее свободный конец поворачивается вокруг продольной оси, а вместе с ним вращается и указатель, приближаясь к шкале или удаляясь от нее, то это создает некоторые неудобства, поэтому иногда при-Рис. 181. Заделка концов пружины (Л-С). Устройство указателей (?> и меняют дисковые указатели. Дисковый указатель состоит из кружка жести, надетого на конец пружины (до загибания петельки) и припаянного к ней (рис. 181, 1. Основные формулы для расчета пружины. Пружина, показанная на рисунке 182, и изготовленная наматыванием стальной проволоки на цилиндрическую оправку (рис. 182, fl), называется цилиндрической. Такая пружина при действии на нее силы Р, направленной по осевой линии будет удлиняться или, наоборот, укорачиваться в зависимости от направления силы Удлинение или укорачивание происходит за счет изменения расстояний между отдельными витками пружины. Нетрудно понять, что проволока, образующая витки, подвергается при этом скручиванию. В этом можно убедиться и на опыте, свернув из полоски бумаги спираль и растягивая или, наоборот, укорачивая ее. Тогда станет ясным, что полоска подвергается скручиванию тем большему, чем значительней удлинение пружин. Таким образом, основной деформацией1 при работе цилиндрической пружины является кручение.Введем следующие обозначения (рис. 182, наружный диаметр пружины; диаметр проволоки;1 Деформация растяжения проволоки настолько невелика по сравнению с деформацией кручения, что ее при расчетах во внимание принимать не нужно.

http://samadel.ru

Пружину, которая будет долго служить и максимально эффективно выполнять свои задачи, можно изготовить не только на производстве. Да, там есть возможность полностью соблюсти весь производственный процесс, все его параметры, правильно выбрать характеристики всех технологических процессов (например, температуру закалки). Однако простую пружину для механизма, который работает в щадящем режиме, можно сделать и своими руками.

Для этого понадобятся следующие материалы:

непосредственно пружина и проволока подходящего для задуманного агрегата размера;
газовая горелка;
слесарный инструмент;
тиски;
бытовая или термическая печь.

Диаметр

Что касается диаметра оправки, то он должен быть немного меньше, чем внутренний диаметр пружины, который вы хотите получить. Это необходимо для компенсации упругой деформации. Скорее всего, придется несколько раз разгибать и свивать пружину, попробовать оправки нескольких размеров, чтобы подобрать нужный диаметр. Между витками пружины сжатия расстояние должно быть немного большим, чем уже у готовой пружины. Два крайних витка должны хорошо и плотно прилегать друг к другу.

Если же диаметр пружины, которую вы хотите использовать как исходный материал больше 2 мм, то, прежде чем начинать с ней работу, ее нужно подвергнуть отжигу. Потому что без этой процедуры такую толстую проволоку невозможно выпрямить и навить.

В первую очередь нужно правильно подобрать материал для будущей пружины - это половина успеха. В производстве используются сплавы цветных металлов (65Г, 60ХФА, 60С2А, 70СЗА, Бр. Б2 и т.д.) или специальные стали (углеродистые или легированные). Если же вы решили сделать пружину самостоятельно, самым подходящим материалом для этого станет другая пружина нужного размера (обращать внимание нужно на диаметр проволоки, из которой она изготовлена).
Отжиг лучше всего проводить в специальной термической печи. Если же вам не удалось найти такую, то используйте кирпичную или металлическую. Разведите огонь на березовых дровах и в угли положите пружину. Подождите, пока она не раскалится докрасна, и пусть она продолжает лежать в печи до полного ее охлаждения. После такой процедуры отжига проволока станет пригодной для навивания.
Выпрямите ее и намотайте на оправку. Делайте это так, как описано выше. При процедуре изготовления пружины витки навивайте вплотную друг к другу.
Теперь , чтобы она не потеряла форму. Для этого ее необходимо нагреть до температуры 830-870 градусов и опустить в трансформаторное масло (можно использовать и веретенное). Естественно, что вы не сможете по приборам отслеживать нужную температуру, поэтому определяйте ее визуально по цвету нагретого металла. При температуре 830-900°С металл имеет светло-красный цвет. Если такой оттенок появился - пружина дошла до нужного состояния.
После закалки нужно сжать пружину до сжимания витков и оставить ее, не разжимая, на 20-40 часов. Затем сточите на точильном агрегате концы пружины и изделие готово.