ELEMENTI STROJEVA - FESB

Popravni faktor naprezanja k t uzima u obzir povećanje teoretskog torzijskog naprezanja zbog
zakrivljenosti žice. Naime, stvarno torzijsko naprezanje je raspoređeno nesimetrično po presjeku
žice, te je na unutarnjoj strani navoja veće nego na vanjskoj. Faktor k t je ovisan o indeksu opruge
e = D/d, te se računa prema izrazu:
k
t
e + 0,5
= (6.60)
e − 0,75
Dopušteno torzijsko naprezanje τ t dop u izrazu (6.58) određuje se posebno za tlačne i vlačne
zavojne torzijske opruge, te posebno za statičko i dinamičko opterećenje.
Dopušteno torzijsko naprezanje za tlačne zavojne torzijske opruge
Statički opterećene opruge:
Prema DIN-u, smatra se da je opruga statički opterećena kad je broj ciklusa opterećenja u
ukupnom životnom vijeku opruge N ≤ 10 4 . Dopušteno torzijsko naprezanje τ t dop tada iznosi:
• hladno oblikovane opruge: τ t dop = 0,56⋅R m , gdje je R m vlačna čvrstoća materijala opruge (za
žicu za opruge prema DIN 17223 vidi tabelu 6.2)
• toplo oblikovane opruge: za opruge od toplo valjanih čelika prema DIN 17221 vidi tabelu
6.15
Tabela 6.15: Dopušteno torzijsko naprezanje τ t dop za toplo oblikovane opruge iz toplo valjanih
čelika prema DIN 17221
Promjer šipke d [mm] 10 20 30 40 50 60
τ t dop [N/mm 2 ] 925 840 790 760 735 720
Dinamički opterećene opruge:
Opruge su najčešće opterećene s cikličkim opterećenjem s koeficijentom asimetrije ciklusa r = 0.
Često su ugrađene i s predopruženjem s pr koje uzrokuje statičko prednaprezanje τ pr , pa moment
torzije varira između T max i T pr , tako da torzijsko naprezanje varira između τ t max i τ pr . U tom
slučaju, zamor materijala opruge se kontrolira prema:
τ −τ
R
τ = ≤ = (6.61)
a
t max t min
A
τadop
2
ν
a,
potr
R A [N/mm 2 ] amplituda dinamičke čvrstoće
ν a,potr potrebni stupanj sigurnosti za amplitudno naprezanje; ν a,potr = 1,3...1,5.
Amplituda dinamičke čvrstoće računa se prema izrazu:
R
A
1−
k
= R − ⋅τ
τ
A,0 pr
2 − kτ
(6.62)
R A,0 [N/mm 2 ] amplituda trajne dinamičke čvrstoće savojne zavojne opruge iz okrugle žice prema DIN
17223; za r = 0 i τ pr = 0; Određuje se iz kataloga proizvođača ili R A,0 ≈ 1,4τ A0,dop
τ A0,dop [N/mm 2 ] dopušteno amplitudno torzijsko naprezanje pri pulzirajućem opterećenju (r = 0) bez
prednaprezanja (τ tmin = τ t pr = 0), tabela 6.16
134