Пружины – упругие элементы конструкций, служащие для накопления или рассеяния механической энергии. Они окружают нас со всех сторон — под клавишами клавиатуры компьютера, в подвеске автомобиля и в подъемном механизме дивана. Наиболее распространены витые пружины сжатия. Существует несколько способов сделать их.
Упругие элементы могут иметь различные пространственные формы. Исторически первыми пружинами освоенными человеком, были листовые. Их и сегодня можно видеть — это рессоры у большегрузных грузовиков. С развитием технологий люди научились изготавливать более компактные витые пружины, работающие на сжатие. Кроме них, используются и пространственные упругие элементы.
Такие пружины при работе принимают нагрузку вдоль своей оси. В начальном положении между их витками существуют просветы. Приложенная внешняя сила деформирует пружину, длина ее уменьшается до тех пор, пока витки не соприкоснуться. С этого момента пружина представляет собой абсолютно жесткое тело. По мере уменьшения внешнего усилия форма изделия начинается возвращаться к первоначальной вплоть до полного восстановления при исчезновении нагрузки.
Основными характеристиками, описывающими геометрию детали, считают:
Внешняя форма может отличаться от цилиндрической и представлять собой одну из фигур вращения: конус, бочку (эллипсоид) и другие
Шаг навивки бывает постоянный и переменный. Направление навивки – по часовой стрелке и против нее.
Сечение витков бывает круглым, плоским, квадратным и др.
Концы витков стачиваются до плоской формы.
Шире других используются цилиндрические винтовые пружины постоянного внешнего диаметра и постоянного шага. Они применяются в таких областях, как
и в других отраслях.
Для эффективного функционирования работы требуются следующие свойства:
Чтобы обеспечить проектные значения этих параметров, требуется правильно выбрать материал, точно рассчитать размеры, разработать и соблюсти технологию изготовления.
Государственными стандартами определяются требования к изготовлению пружин. По допустимым отклонениям они относятся к одной из точностных групп:
Строгие требования предъявляются к точности соблюдения геометрии, чистоте поверхности.
Не соответствуют стандарту изделия с царапинами и прочими наружными дефектами, снижающими ресурс изделия и срок его эксплуатации
Прочностные параметры и отказоустойчивость изделия во многом определяются материалом, из которого его решили сделать. Металлурги выделяют в классификации сталей специальные рессорно-пружинные стали. Они обладают специфической кристаллической структурой, определяемой как химическим составом, так и проводимой термической обработкой изделий. Высоколегированные сплавы повышенной чистоты и высокого металлургического качества обеспечивают высокую упругость и пластичность, способны сохранять свои физико-механические свойства после многократных деформаций.
Популярность среди конструкторов механизмов приобрели пружинные сплавы 60С2А, 50ХФА и нержавейка 12Х18Н10Т
Технологический процесс изготовления упругих элементов зависит от технических требований, предъявляемых к конструкции. Сделать пружину не так просто, как обычную деталь, которая не должна обладать особыми упругими свойствами. Для этого требуется специальное оборудование и оснастка.
Навивка пружин с круглым сечением витка проводится следующими методами:
После навивки упругие элементы подвергают различным видам термообработки. В ее ходе изделие приобретает заданные свойства.
Сначала необходимо сделать подготовительные операции. Перед тем, как из проволоки навивать заготовку, ее подвергают процедуре патентирования. Она заключается в нагреве материала до температуры пластичности. Такая операция готовит проволоку к предстоящему изменению формы.
В ходе операции навивки должны быть выдержаны следующие параметры:
Далее проводится стачивание концевых витков до плоского состояния. Это необходимо сделать для обеспечения качественного упора в другие детали конструкции, предотвращения их разрушения и выскальзывания пружины.
Следующий этап технологического процесса — термообработка. Холодная навивка пружин предусматривает только отпуск при низких температурах. Он позволяет усилить упругость и снять механические напряжения, возникшие в ходе навивки.
Исключительно важно точно соблюдать проектный график термообработки, тщательно контролируя температуру и время выдержки.
После термообработки необходимо сделать испытательные и контрольные операции.
Далее по необходимости могут наноситься защитные покрытия, предотвращающие коррозию. Если они наносились гальваническим методом, изделия подвергаются повторному нагреву для снижения содержания водорода в приповерхностном слое.
Первые этапы технологии совпадают с предыдущим процессом. На стадии термообработки начинаются изменения. Она проводится в несколько этапов:
Далее также проводятся измерительные и контрольные операции. Прошедшие контроль заготовки направляют на пескоструйную обработку для снятия окалины. При необходимости следует сделать также и дробеструйную обработку для повышения прочности поверхностного слоя металла.
Завершает процесс нанесение защитного покрытия.
Перед навивкой заготовку нагревают до температуры пластичности одним из следующих методов
Термическая обработка включает в себя закалку и низкотемпературный отпуск.
Графики термообработки строятся исходя из свойств материала и размеров заготовки.
Чтобы сделать упругий элемент, требуется специализированное оборудование. Это навивочные станки. Сделать деталь можно и на обычном токарном станке, но потребуется его дооборудование специальной оснасткой. Средние и крупные серии изготавливают на полуавтоматических установках, работающих с минимальным вмешательством оператора. Сделать пружину из проволоки можно и вручную. Для этого также потребуется специальная оснастка.
На следующем этапе механической обработки торцы шлифуются на торцешлифовочных станках. При единичном производстве или малых сериях это можно сделать шлифовальном круге.
Термообработка проводится с применением оправок, предотвращающих деформацию изделия, в специализированных печах для закалки и отпуска. Обе операции можно сделать и в универсальной печи.
Для контроля качества используются нагрузочные установки и измерительные комплексы. При единичном производстве измерения можно сделать и универсальным инструментом.
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:
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.
По восточному календарю хозяйка 2030 года - желтая собака. Вы уже собрались в ближайший магазин на поиск тематических сувениров? Хватит дарить ненужные мелочи.
Ознакомьтесь с подборкой уникальных мастер-классов и подробных уроков как для начинающих, так и опытных рукодельниц. Воспользовавшись ими, вы без проблем сможете подготовить оригинальные подарки своими руками.
Если вы не чувствуете в себе уверенности, чтобы сразу приступать к сложным поделкам, попробуйте сделать смешную собачку из длинного воздушного шарика.
Процесс ее изготовления очень прост. Следуйте поэтапной инструкции - и у вас все обязательно получится.
Теперь вы знаете, как сделать собаку из шарика колбаски. Эта милашка приведет в восторг малышей. Немного потренируйтесь - и вы сможете под их восторженными взглядами превратить обычный шарик в забавную игрушку.
Сшейте очаровательную игрушку - символ Нового года. Текстильная собака, изготовленная вашими руками, станет незабываемым презентом друзьям и близким.
Для работы понадобится:
Выкройки распечатываем или перерисовываем. Можно брать их в натуральную величину, как на картинке, можно масштабировать. Если будете увеличивать лекало, соответственно увеличьте количество ткани.
Ароматные очаровашки готовы. Вы можете сшить их вместе с детьми. Это отличное занятие для интересного и полезного досуга.
Хотите себе питомца посолиднее маленькой карманной собачонки? Подарите себе оригинальную интерьерную подушечку в виде спящей собаки.
Схема изделия подана на фото. Перерисуйте детали на большой лист бумаги. Размер можете выбрать произвольный.
Подберите текстиль: цвет и фактура зависит от вашей фантазии, но материал должен быть довольно плотным.
Перенесите на ткань все детали и вырежьте их. Сшейте детали тела (если оно не из цельного отреза материи), пришейте к ним половинки хвостика.
Вышейте или прострочите на машинке глаза, рот и нос песику.
Обработайте и пришейте к голове ушки. Их набивать наполнителем не нужно.
Сшейте детали туловища по низу, оставив отверстие для набивания подушки. Вшейте в него потайную молнию.
Верхний шов пройдите от носика до хвоста.
Сшейте лапки и наполните наполнителем. Приколите их в нужных местах к туловищу, предварительно вывернув его на лицевую сторону.
Выверните подушку наизнанку, прошейте оставшиеся швы. Высеките и рассеките припуски на выпуклых и вогнутых элементах.
Выверните подушку через молнию и набейте. Сонная собака ждет своего хозяина!
Вам по душе маленькие и пушистые питомцы? Заведите себе щенка-очаровашку, выполненного из толстых вязальных ниток.
Для работы понадобится:
Сделайте три помпона, 2 одинакового размера, третий - меньше и другого цвета.
Аккуратно подстригите помпоны, чтоб они не были лохматыми.
Одному из больших помпонов придайте слегка вытянутую форму. Это будет голова собачки. Приклейте к ней маленький помпон.
К мордочке приклейте глазки или носик. Если есть желание повозиться - сделайте маленькие помпончики, нет - возьмите бусинки.
Привяжите голову к телу.
Вырежьте из фетра уши и приклейте к голове игрушки.
Можете украсить готового щенка ошейником, новогодней символикой или завязать объемный бантик.
Хотите сделать выкройку оригинальной собаки из ткани своими руками, чтоб порадовать друзей необычным презентом? Воспользуйтесь этим подробным мк создания симпатичного игрушечного щенка.
Для работы понадобится:
Распечатайте или перерисуйте выкройку деталей. Перенесите контуры на фетр и вырежьте заготовки.
Пришейте обметочным швом к туловищу собаки деталь с животом и лапками, совместив края.
Оставьте незашитым по 5 мм у начала и конца шва для последующей обработки.
Пришейте вторую деталь туловища к лапам в зеркальном отражении.
Соедините составляющие животом друг к другу и сшейте.
Вот так заготовка выглядит снизу.
Начните сшивать грудь и голову игрушки, начиная от места соединения живота.
Остановитесь на середине верхней части головы. Теперь понадобится последняя деталь.
Приложите ее короткой частью к голове собаки. Боковые детали - внутренняя сторона ушек, а длинная часть - шея.
Пришейте деталь по контуру поочередно к обеим частям головы игрушки.
Нужно добиться такого результата (вид сверху).
Наполните изделие наполнителем через незашитое отверстие сзади.
Расправьте тело игрушки и зашейте ее.
Приклейте глазки на морду.
Возьмите небольшой кусок тесьмы для ошейника. Приклейте или пришейте его к шее собаки. По желанию дополните ошейник подвеской.
Настоящий пес готов нести службу.
Сшейте несколько таких игрушек, украсьте их разными подвесками. Замечательная идея для детского или тематического новогоднего подарка, не правда ли?
Если вы хотите предоставить своей фантазии еще больше простора, скачайте выкройки и шаблоны симпатичных собачек. Подарите себе радость творчества и замечательные поделки своим близким. Таким питомцам обрадуется каждый.
вариант №1
вариант №2
вариант №3
вариант №4
Замечательные и веселые сувениры легко изготовить своими руками даже из подручных материалов. Этот подробный пошаговый мк тому доказательство. Смастерите символ 2030 года и порадуйте друзей забавными игрушками.
Для работы понадобится:
Обмотайте туловище, смазывая его клеем из пистолета или Драконом.
Такие милые поделки станут не только душевным новогодним подарком, но и изюминкой вашего интерьера.
Маленький сувенир, выполненный с любовью, - отличный подарок близким на любые праздники. Из этого мастер-класса вы узнаете как сделать своими руками фетровую собаку-магнит.
Для работы понадобятся такие материалы:
Подготовьте инструменты для работы:
Выберите рисунок собачки желаемой породы или воспользуйтесь предложенным вариантом. Распечатайте изображение нужного размера на принтере или нарисуйте контуры от руки в двух экземплярах. Один рисунок разрежьте на выкройки.
Перенесите контур собачки на фетр черного цвета. Вырежьте 2 одинаковых детали.
На черную деталь осторожно наклейте белые элементы.
Если вы не гонитесь за максимальной реалистичностью готовой поделки, просто пришейте нос и глазки, а нитками вышейте мордочку.
Если вы не ищете легких путей, мелком отметьте нужное расположение глаз и сделайте в этих местах небольшие надрезы скальпелем.
Растяните руками какую-нибудь пружину, а затем отпустите ее - длина пружины останется прежней. Сожмите пружину и вновь отпустите - результат тот же. Можете изгибать пружину в разные стороны, одновременно растягивая или сжимая ее, но после отпускания витки пружины возвращаются в исходное положение - таково удивительное свойство этой интересной детали. Недаром пружина используется во многих механизмах и машинах, выполняя самые разнообразные задачи. В одних случаях она, стараясь растянуться, крепко прижимает детали друг к другу. В других, наоборот, препятствует сближению деталей, становясь амортизатором во время ударов по одной из них.
Интересна роль пружины в предлагаемых игрушках. Таких в магазине детских игрушек не купишь. Она «оживляет» игрушку, делает ее гибкой, подвижной, более интересной для малышей. Вот, к примеру, игрушка, напоминающая небольшую домашнюю собаку - таксу. Если раньше подобная игрушка была бы жесткой, неподвижной, теперь часть ее туловища заменена пружиной большого диаметра. Стоит потянуть игрушку за бечевку, как голова собаки начнет раскачиваться вперед-назад, а хвост - шевелиться.
Изготовить такую игрушку можно из готовой, например, пластмассовой, фигурки собаки. Туловище распиливают лобзиком или пилкой и между получившимися половинками прикрепляют большую, но достаточно гибкую пружину. Вместо хвостика устанавливают пружину небольшого диаметра, желательно конусообразную. Готовые пружины вы вряд ли найдете, поэтому позже расскажем, как их сделать самим.
Чтобы собаку можно было возить за бечевку, к ее задним лапам нужно приделать пару колесиков, вращающихся на общей оси. А к передним лапам должны быть прикреплены два пары таких колесиков. Тогда в исходном состоянии (собака на месте) или при ослабленной бечевке лапы будут опираться на землю через внутреннюю пару колесиков, а когда дергают за бечевку или натягивают ее - через наружную пару. Чтобы колесики не могли перемещаться по оси, на нее можно надеть резиновую трубку между колесиками или ограничить перемещение колесиков штифтами, вставленными в ось. Можно также припаять к оси вблизи колесиков медные колечки.
Второй игрушкой может стать набор фантастических рыбок, изготовленных, например, из шариков от пинг-понга. К шарикам приклеивают нос, хвост, плавники, изготовленные из бумаги, а сверху прикрепляют длинную пружину. Достаточно немного подергать за верхний конец пружины - и рыбки станут раскачиваться, размахивая плавниками, словно во время плавания.
Изготовив несколько таких игрушек и раскрасив их в разные цвета, можно создать интересный «аквариум». Большего эффекта удастся добиться, если к игрушкам прикрепить пружины разной длины, а концы пружин закрепить на одной планке.
А вот и третья игрушка - можно назвать ее «веселые рабочие». Это тележка с двумя фигурками рабочих. Сама тележка может быть любой конструкции. Главное, чтобы ее задняя ось имела посередине выгиб в виде буквы П. На «полочку» выгиба, параллельную оси и отстоящую от нее на некотором расстоянии, надевают кольцо проволочной тяги - она проходит через прорезь в тележке и крепится вторым концом к коромыслу. В свою очередь, коромысло закреплено на оси стойки, укрепленной в центре тележки, и может качаться.
На концах коромысла устанавливают рукоятки, а к ним прикрепляют фигурки рабочих. Между фигурками и основанием тележки закрепляют пружины. Если теперь потянуть за бечевку, прикрепленную к тележке, колеса, а значит, и оси начнут вращаться. Выступ на оси задних колес будет вращаться по окружности, то втягивая, то выталкивая проволочную тягу. Коромысло станет качаться, а фигурки - попеременно подниматься и опускаться. Создастся впечатление, будто рабочие весело качают водяную помпу.
Вы познакомились всего лишь с тремя примерами использования пружин в игрушках. Множество разнообразных игрушек с пружинами вы сможете придумать и построить сами.
А теперь познакомимся с приемами изготовления пружин. Просто свить их вручную не удастся - «пружинистая» проволока будет стремиться разогнуться, и пружина у вас не получится. Поэтому навивать пружины нужно только с помощью приспособлений.
Одно из приспособлений состоит из деревянных брусков 1 и прокладки 2. В каждом бруске пропилен треугольный паз. При сложенных вместе брусках пазы образуют отверстие, в которое вставляют ручку 3. Диаметр ручки может быть разный - это зависит от диаметра будущей пружины.
В соответствии с выбранной ручкой подбирают прокладку. Она должна быть такой толщины, чтобы в получившееся отверстия между брусками ручка входила свободно.
Бруски с прокладкой зажимают в тисках, а в отверстие в ручке вставляют конец пружинящей проволоки (например, стальной). Натягивая проволоку левой рукой (на руку обязательно надевают старую рукавицу), правой поворачивают ручку. Сделав один оборот, конец пружины вынимают из отверстия ручки, обрезают кусачками и получившееся полукольцо закрепляют на отгибе ручки. Затем вращают ручку, одновременно натягивая провод, до тех пор, пока не получится пружина нужной длины. Если понадобится пружина большого диаметра, тогда загнутый конец проволоки зацепляют за Г-образную ручку 4, вставленную в круглую деревянную палку 5, а провод пропускают через отверстие в палке. Диаметр палки определяет диаметр будущей пружины.
Для пружины конусообразной формы нужна ручка, сточенная на конус вручную или на токарном станке.
Пружины малого диаметра лучше всего навивать более тонким проводом, чем пружины большого диаметра. Кроме того, из более «жесткой» (упругой) проволоки желательно изготавливать пружины большего диаметра, и наоборот. Эти рекомендации вы сможете проверить на практике.
Как утверждают специалисты, изготовить пружину с высокими эксплуатационными характеристиками и с соблюдением всех необходимых параметров возможно только на специальном заводском оборудовании. Тем не менее сам технологический процесс не представляет собой ничего сложного.
Вопрос, как сделать пружину в домашних условиях, достаточно актуальный. Обусловлено это тем, что бывают ситуации, когда под рукой у домашнего мастера может не оказаться пружины нужного диаметра. В таком случае изготавливать ее приходится самостоятельно. Как сделать пружину своими руками? Какие для этого понадобятся инструменты? Информацию о том, как сделать пружину в домашних условиях, вы найдете в данной статье.
Перед тем как сделать пружину, нужно обзавестись следующими расходными материалами и оборудованием:
Желательно, чтобы это была закаленная высокоуглеродистая сталь. Можно воспользоваться специальными углеродистыми и легированными или цветными сплавами: 60ХФА, 70С3А, 65Г, 60С2А и др. Судя по отзывам, многие домашние умельцы переделывают старые ненужные пружины. Данный способ считается самым оптимальным, поскольку в таком изделии обычно используется проволока с отличными техническими характеристиками.
Как сделать пружину? Какой диаметр проволоки выбрать? Специалисты рекомендуют использовать расходный материал с диаметром не более 0,2 см. Ввиду того что такая проволока легко гнется, для нее не требуется предварительная термическая обработка. Перед наматыванием на оправку она разгибается и тщательно выравнивается. При выборе диаметра для оправки следует исходить из размеров будущей пружины. Иными словами, нужно учитывать внутреннее поперечное сечение изделия. Многие мастера компенсируют упругие деформации проволоки, подбирая оправки заведомо меньшего диаметра. При работе с проволокой толще 0,2 см часто возникают трудности при наматывании ее на оправку. В таком случае придется выполнить ее предварительный отжиг.
Специалисты рекомендуют использовать проволоку от какой-либо старой пружины, диаметр которой не устраивает владельца. Мастеру останется только ее выровнять и намотать на оправку с сечением нужного размера. Для этого проволока должна быть абсолютно ровной. Она будет намного пластичнее, если ее обработать в специальной печи. При отсутствии таковой подойдет любое другое устройство, которое можно растопить с помощью дров. Как утверждают опытные мастера, достаточное количество тепла для обжига дает береза. После растопки печи нужно дождаться, чтобы в ней прогорели дрова. Оставаться должны одни угли. В них следует положить старую пружину. Если изделие достаточно раскалилось, оно приобретет красный цвет. Теперь пружину можно отодвигать в сторону, чтобы она остывала на воздухе. После этой процедуры метал станет пластичным и с ним легко будет работать.
Дождавшись, когда старое изделие достаточно остынет, приступают к его разматыванию. На оправку следует наматывать абсолютно ровную проволоку. Тем, кто не знает, как сделать пружину, специалисты рекомендуют располагать витки вплотную. На данном этапе мастеру придется приложить физическое усилие. Оправка зажимается в слесарных тисках.
Работать будет гораздо легче, если использовать плоскогубцы. Судя по отзывам опытных мастеров, очень часто у новичков возникают трудности при подборе размера оправки. Не исключено, что работать придется не с одной оправкой, а с несколькими с различными сечениями. Диаметр для самодельной пружины в таком случае подбирается опытным путем.
Тому, кто интересуется, как сделать пружину самому, опытные мастера советуют также уделить внимание ее закаливанию. Данная процедура заключается в термической обработке изделия с целью придать ему требуемую упругость.
Пружина, прошедшая закалку, по сравнению со своим первоначальным состоянием становится гораздо тверже и прочнее. Термообработка выполняется в специальных печах при температуре от 830 до 870 градусов. Справиться с этой работой можно также и в домашних условиях при помощи обычной газовой горелки. Поскольку температурные датчики в таких устройствах обычно отсутствуют, домашнему умельцу контролировать процесс придется визуально. В качестве ориентира можно использовать цвет раскаляемого изделия. Металл при нагреве до 800 градусов становится вишнево-красным. Это значит, что вынимать изделие из печи пока рано. Если пружина достаточно нагрелась (870 градусов), она станет светло-красной. Теперь ее следует охладить. Для этой цели подойдет трансформаторное или веретенное масло. В специальных заводских термических печах металлы подвергаются нагреву до 1050 градусов. Изделия при таком температурном режиме приобретают оранжевые оттенки.
После процедуры закаливания пружину следует сжать и оставить в таком положении на двое суток. Затем, используя точильный станок, обрабатываются ее концы. Это придаст кустарному изделию требуемый размер. После выполнения всех вышеперечисленных действий пружина считается готовой к эксплуатации. Как утверждают специалисты, кустарные самоделки не сравнить с аналогичными изделиями заводского производства.
Тем не менее нестандартные пружины широко используются в различных механизмах. Если их эксплуатировать в щадящем режиме, то пружины прослужат достаточно долго.
