Prowadnica sprężysta

Prowadnica ze sprężynami płaskimi

Prowadnica ze sprężynami płaskimi usztywnionymi nakładkami

Prowadnica sprężysta – rodzaj prowadnicy wykorzystującej do prowadzenia elementy sprężyste. Najczęściej wykorzystywany jest układ dwu równoległych sprężyn płaskich, membran lub mieszków sprężystych. Prowadnice sprężyste są często stosowane do prowadzenia trzpienia pomiarowego w przyrządach do pomiaru przemieszczenia.

Zalety prowadnic sprężystych

• prosta konstrukcja i łatwość wykonania
• brak luzów
• brak tarcia zewnętrznego – minimalne straty energii
• brak zużycia
• brak potrzeby smarowania
• kontakt elektryczny z elementem ruchomym
• duża sztywność w kierunku poprzecznym

Wady prowadnic sprężystych

• odchylenie od prostoliniowości ruchu (możliwe do wyeliminowania poprzez zdublowanie układu)
• realizowane niewielkie przesunięcia
• występowanie siły zwrotnej
• wrażliwość na przeciążenia siłą poprzeczną lub momentem

Prowadnica ze sprężynami płaskimi – oznaczenia

Obliczenia

W przypadku ogólnym sprężyn o długości $L$ usztywnionej nakładkami o długości $L_1$ przemieszczenie $f$ w kierunku działania siły $P$ można wyznaczyć ze wzoru:

$f=\frac{P{L}^3}{24EJ}(1-m^3)=\frac{P{L}^3}{2Eb{h}^3}(1-m^3),$

gdzie:

$m=\frac{L_1}{L},$

$E$ – moduł Younga,

$J$ – moment bezwładności przekroju poprzecznego sprężyny,

$b$ – szerokość sprężyny,

$h$ – grubość sprężyny.

Przy założeniu, że ugięcie $f$ jest małe w stosunku do długości sprężyn $L,$ element prowadzony przemieszcza się równolegle, a wszystkie jego punkty zataczają łuki o promieniu zastępczym $r_0.$ Dodatkowe przesunięcie $e$ wynikające z ruchu po okręgu można wyliczyć ze wzoru:

$e\approx \frac{f^2}{2r_0},$

gdzie:

$r_0\approx \frac{L(5+m^2)}{6}$ – promień zastępczy (aproksymacja zależności doświadczalnej podanej przez W. Lotze’go).

Zobacz też

• elementy sprężyste

Bibliografia

• Szablon:Cytuj książkę
• Szablon:Cytuj książkę