Przyjęte symbole :
F- przyłożone obciążenie, lub przenoszona siła
h - ugięcie maksymalne
s - ugięcie częściowe pod wpływem przenoszonej siły
) – jedna sprężyna
)) - zestaw sprężyn równoległych,
)( - seria sprężyn pojedyńczych
)( )( )( .... - stos
Przenoszenie sił i ugięcia :
) przenosi 1F przy ugięciu 1s
)) przenosi 2F przy ugięciu 1s
))) przenosi 3F przy ugięciu 1s
itd....
)( przenosi 1F przy ugięciu 2s
))(( przenosi 2F przy ugięciu 2s
)))((( przenosi 3F przy ugięciu 2s
itd...
Zauważcie, że przenoszona siła F nie zależy od ilości serii sprężyn w stosie, tylko od ilości sprężyn w zestawie równoległym, czyli dla przykładu taki stos :
)( )( )( )( )( może przenieść max. siłę jak pojedyńcza sprężyna ) lub seria spr. poj. )(,
ale ugięcie tego stosu odpowiadające sile F będzie 10x większe niż dla ) i 5x większe niż dla )(
Nasuwa się pytanie dlaczego w naszych regach nie stosuje się np. )) tylko ))(())(())(( skoro przenoszą dokładnie taką samą siłę ? . Dlatego, że bardzo trudno jest ustawić ciśnienie, jeżeli przyrost od zera do 140bar następuje na drodze h = 0,35mm (sprężyny 12x6,2x0,6). Minimalne luzy na gwintach, nieznacznie wgłębienia w przylgniach zaworu, zmęczenie samej sprężyny będą powodować bardzo duże zmiany ciśnień.
Dlaczego w takim razie nie jest tych spr. więcej, np. 18 – bo zajmą więcej cennego miejsca, wzrosną straty na skutek tarcia , koszt będzie większy. Ich ilość to takie optimum zysków i strat.
Jak to wykorzystać praktycznie?
Po pierwsze można dość dokładnie ustalić jakie max. ciśnienie może dać reg. Powszechnie stosowane są sprężyny według normy DIN 2093. W necie są tabele sprężyn talerzowych, gdzie prócz wymiarów podane są przenoszone siły w funkcji ugięcia, jak tu:
http://www.alcomex.pl/wp-content/upload ... -20-26.pdf
Po ustaleniu wymiarów posiadanych sprężyn z danych w/w tablicy odczytujemy silę F jaką przenosi sprężyna dla s=h. Jeżeli w regu mamy tak: ))(( ..... to zgodnie z tym co wyżej siłę F mnożymy x2.
Ustalamy powierzchnię czynną tłoka regulatora „a” cm2.
Max. ciśnienie P w barach naszego rega wynosi P = F daN / a cm2
Na przykład w P10 powierzchnia czynna to prawie dokładnie 1cm2, a spr. równoległe są dwie )), więc siłę/ciśnienie odczytujemy wprost. Dla spr. 12x6,2x0,6 F=2x69,85daN= 139,7 Bar
Po drugie do regulacji. Zamiast kręcić regiem na chybił-trafił, wiele razy rozbierać karabin i strzelać aż Vo zacznie spadać, to może lepiej policzyć ugięcie odpowiadające wymaganemu ciśnieniu i śrubkę ustawić mierząc jej położenie. Możliwy błąd to kilka %. Takie obliczenie to nic innego jak zwykła proporcja.
Ponieważ w talerzówkach przyrost siły wraz z ugięciem nie przebiega proporcjonalnie, lecz jest lekko regresywny w pobliżu s=h to rzecz jasna popełniamy jakiś tam błąd. Jeżeli oczekiwane ciśnienie jest w pobliżu maxa rega to lepiej jest wyjść od wartości siły dla s=h
Dla przykładu reg. P10. Teoretycznie chcemy mieć 130 Bar.
Stos sprężyn 12x6,2x0,6 jest taki ))(())(())(( , to s max = 6 x h = 6 x 0,35mm = 2,1mm
Dla maksymalnego ugięcia 2,1mm F = 2 x 69,85daN = 139,7 Bar
139,7 ---------------- 2,1
130 ----------------- X
X = (130 x 2,1) : 139,7 = 1,95 mm
Czyli od położenia początkowego, gdzie śruba regulacyjna dotyka tłoka wykręcamy ją o 1,95mm.
Zestawy sprężyn
Często regulatory na zestawach dwóch sprężyn równoległych )) nie dają odpowiednio dużego ciśnienia. Wtedy możemy zmienić układ sprężyn, bądź wymienić je na mocniejsze. To drugie, choć lepsze może być niemożliwe z uwagi na za ciasne gniazdo w regulatorze.
Pozostaje zmiana na zestaw ))) . Wadą jest wzrost strat spowodowanych tarciem, histerezy, choć to tarcie zwiększa obciążalność sprężyn i zmniejsza odciążalność.
Praktykowane zwiększanie ciśnienia pracy rega przez dodanie do stosu jednej sprężyny, czyli np. ))) (())(())(( jest błędem. Taki stos daje możliwość 3F , ale ustawienie ciśnienia maksymalnego dla zestawu )) powoduje w stosie przeciążenie wszystkich zestawów )), a zestaw ))) pracuje w bardzo małym zakresie ugięć przy sporym zakresie sił. Poza tym przeciążone sprężyny będą „słabnąć”
W regu P10 taki zabieg powoduje, że zestawy )) będą płaskie, a ))) ugnie się o około 0,2mm.
Na pozostałe 0,15mm ugięcia ))) sprężyn przypada 209,55 – 139,7 = 69,85 bar. !
Dlatego jeżeli chcemy podnieść ciśnienie przez zmianę układu to należy budować stos na zestawach ))) sprężyn.
W P10 12 sprężyn ))(())(())(( lepiej jest ułożyć )))((()))((( niż dodawać jedną sprężynę. Wtedy P max wynosi około 210 bar przy s max 4 x 0,35 = 1,4mm
Można też zastosować większe 12,5x6,2x0,7 , które nawet lepiej pasują do gniazda > ))(())(( )) co daje Pmax = 170,98 Bar przy s = h 1,5mm.
Trzeba by sprawdzić który z tych stosów daje stabilniejszą pracę rega.
O czym jeszcze warto pamiętać.
- sprężyny talerzowe nie powinny pracować powyżej 0,75h .W niektórych tablicach nawet nie podaje się sił dla s = h. Niestety często w naszych regach nie może tak być i pracują prawie na maxa , więc dobrze mieć parę sprężyn w zapasie i co jakiś czas sprawdzać przy jakim ciśnieniu spada Vo.
- teoretycznie im więcej sprężyn równoległych w zestawie tym większa histereza, jednak nie wiem, czy przypadkiem stos na trzech równoległych ))) pracując na 3/4 nie będzie lepszy niż na dwóch )) pracując na maxa,
- muszą być porządnie nasmarowane, co zmniejsza tarcie sprężyn równoległych,
- w miarę możliwości stosy należy układać aby oba zakończenia stosu wspierały się na większej krawędzi zewnętrznej sprężyny ))((.
pięknie wszystko wyjaśnione wraz z przykładami - aż się prosi o podpięcie tego tematu żeby zawsze był na górze !!!
