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:

$f={\frac {PL^{3}}{24EJ}}(1-m^{3})={\frac {PL^{3}}{2Ebh^{3}}}(1-m^{3}),$

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

• Praca zbiorowa: Konstrukcja przyrządów i urządzeń precyzyjnych. WNT, 1996, s. 425–426.
• Kondaszewski W., Lotze. W: Urządzenia kontrolno-sterujące obrabiarek. WNT, 1979, s. 73–75.