Расчёт пружины сжатия

[Victor32]

Добрый день, нужна Ваша помощь! Состоит задача в следующем. Имеем шток, который будет крепится в горизонтальном положении за счёт центровых отверстий, справа вкручивается винт, у которого имеется конус. А слева нужен штырь, который будет поджимать данный шток. Сначала слева болт думал использовать, но каждый раз крутить его такое себе занятие, поэтому решено внедрить пружину. Т.Е. берем за край штыря, отодвигаем, нанизываем деталь на правый винт, отпускаем, шток центрируется. Главный вопрос в том, что не могу понять какое усилие нужно для пружины, чтобы и легко было отодвигать штырь, и держало шток хорошо
П.С. Шток весит 5 кг.

[IgorT]

Назначение сего девайса какое? На него ещё силы будут действовать?
Если только вес, то силу пружины надо подобрать для удобства ее сжатия рукой.
Ибо у Вас на конца болтов цилиндры и распирающих сил не предвидится. Не?
А чего пружина сейчас сжатой показана? Как снимать вал будим?

[Victor32]

Отодвигаем за выделенный объект, пружина сжимается и вал достаем. Пока что схематично, в реальных размерах не рисовал. Шток будет висеть на вертикальных стойках, куда вкручены болты, а вся стойка на подвеске через крюки, которая будет опускаться в ванную для гальваники. Так что сил больше никаких действовать не будет

[IgorT]

Вновь не понимаю...
Как же болт потянуть, ежели тут резьба?

[СВ]

 Игорь, товарищ картинку не поменял, болт нужно рассматривать как "штырь", т.е. без резьбы..
- - -
Силу пружины нужно рассчитывать. когда конец штыря конический (как у станочных центров), при цилиндрическом конце штыря пружина будет слабой - лишь бы штырь двигала. Но достаточно сильной, чтобы штырь не сдвинулся при СЛУЧАЙНОМ воздействии, или должен быть предохранитель от случайного разжима.

[Петрович-47]

Victor32, резьбу вообще не советую ни с какой из сторон, в ванне всё таким "мхом" порастёт, так что думайте как пружинку и подвижный шток защитить!
Усилие, как правильно советует уважаемый СВ, надо минимальное, только для предохранения от вибраций при загрузке, я бы считал полтора-два килограмма.

И ещё думайте над эргономикой, у Вас наверняка там тётеньки стоят... а тут пять кило одной рукой... ручку у штыря делайте поудобнее.

[RodikovAlex]

Осевая жесткость цилиндрической пружины вещь тривиальная. По жесткости легко рассчитывается сила. Можно задаться величиной силы, а параметры пружины (число витков, диаметр витка и диаметр самой пружины) рассчитать. 

[Victor32]

Да, болт сейчас без резьбы, мой косяк

[Victor32]

Спасибо всем большое, буду дорабатывать

[СВ]

... Шток будет висеть на вертикальных стойках, куда вкручены болты, а вся стойка на подвеске через крюки, которая будет опускаться в ванную для гальваники. Так что сил больше никаких действовать не будет

Если зажимать именно через центровые отверстия (60°), то вот схема:
при весе 1 сила зажима равно 0,577. Чем меньше угол конуса, тем меньше потребная сила зажима.
Сила трения не учитывается. Плюс обязательный запас ...

[IgorT]

Конструкция на подвесных крюках...
А подвесы расходиться не будут под действием силы пружины?
Из картинок не понятна вся конструкция.

[СВ]

 Зажимное устройство должно располагаться НАД ванной, внизу - только рычаги с конусами (центрами) на концах!

[Олеся_Орен]

Зажимное устройство должно располагаться НАД ванной

Тоже так думаю, потому что как верно заметил товарищ

в ванне всё таким "мхом" порастёт, так что думайте как пружинку и подвижный шток защитить!

Через н-ое количество опусканий все это станет неразборным даже с помощью такой то матери и кувалды.

[designer811]

какое усилие нужно для пружины

ГОСТ 13160-67 пользуйтесь эргономика соблюдена, чертежи есть, спасибо древней развитой цивилизации. Ваши 5 кг легко выдержат ввиду того что они повиснут на цилиндрах центрах, и не будут разгибать пружину. Сделайте все кроме штоков и пружины из винипласта и/или капролона, а их из нерж.

[алексst]

Довелось мне как-то побывать в гальванике. Первое впечатление - это сплошное "гнильё", но почему-то на нём работают и выпускают продукцию.
Так вот, там все детали опускались в ванну, привязанными на проволочке (медной). Проволочка с подвешенной на ней деталью просто обматывалась вокруг рейки,  расположенной над ванной. Реек было несколько (на раме) и детали привязывались к ним в удобном месте. Меня это сильно удивляло. Неужели нельзя кронштейны какие-то сделать? Защитить это всё? А они на проволочке вешают! При этом завод был почти самый передовой в городе.
Потом мне пришлось работать на мокро-агрессивном предприятии (почти гальваника). И там я понял: привязывание проволочкой - это самый лучший способ крепления в агрессивной среде, если он обеспечивает прочность соединения. После продолжительного времени соединение разбирается легко, без разрушения соединяемых деталей и применения электроинструмента ( стоя в воде "болгарку" в руки сам не возьмёшь, особенно, если провод от неё погрузился в эту воду). Ограничение - проволока должна быть такого диаметра, чтобы справиться с ней "голыми руками". Проволока "сгнила" - пришли перемотали по-новой.
Поэтому подвижные детали в этой конструкции я бы исключил.
В качестве альтернативы предлагаю вот такую скобу. Она же является и пружиной. Только подобрать диаметр и размеры, чтобы крепко держала и не "разгибалась" при установке и снятии вала.

Для установки вала надо:
положить вал на стол
один конец скобы вставить в центровое отверстие вала
потянуть за второй конец скобы, как за ручку ножовки (всей рукой, не пальцами, тут допустимо большее усилие), и вставить его в другое отверстие вала.
Снятие в обратном порядке.
Горизонтальная часть скобы в ванну не погружается. За неё цепляются (обматываются) крючки из проволоки и они привязываются к рейке.
Достоинства- простота изготовления. Взять пруток, заточить концы и согнуть.
Дело в том, что в гальванике нет "многоразовых" вещей. Они все одноразовые или "малоразовые". Если что-то сгнило - выкинули, быстро сделали новое и продолжили работу.

[Victor32]

алексst, Похожий вариант у меня был, но к скобе гайки приварены, винтами поджим. Для одной детали было без разницы на резьбу. Но сейчас большая партия будет, как минимум три детали должны висеть на одной подвеске

[designer811]

Довелось мне как-то побывать в гальванике.

Аналогично было дело, но мы все больше корзинами да подвесками баловались, а для валов и шпилек рымку в тех отв. и нет проблем.

чуть позволил улучшить вашу конструкцию

 пружину посчитать грамм на 500-1000

[СВ]

 Сдаётся мне, автор такую пружину не рассчитает.

[алексst]

Аналогично было дело, но мы все больше корзинами да подвесками баловались, а для валов и шпилек рымку в тех отв. и нет проблем.

чуть позволил улучшить вашу конструкцию

 пружину посчитать грамм на 500-1000

Смотрите в какую сторону Вы меня толкнули.
Замечательная мысль сделать виток пружины.
Я посмотрел на это и решил сделать два витка, по углам, снаружи. Чтобы "ушки" получились. Вот что получилось. Насмотрелся в интернете, как всё из проволоки гнут.

Для чего? Автор сообщил, что им надо подвесить на одной подвеске минимум три вала. Я примерил это к себе. Три вала. По пять килограмм каждый - это 15кг., плюс "амуниция" для их подвески - 18кг. точно будет. И я решил, что мне сильно неудобно будет таскать всё это.
Поэтому решил сделать так.
Берём вал, надеваем на него скобу. И так три раза. Получаем три "веса" по 6кг.
Несём их к ванне. Возле ванны укладываем их "ушками" в кронштейны рамки, как показано на рисунке. И потом, это всё поднимаем и опускаем в ванну. Картинка как-то без полей получилась.

Вынимаем в обратном порядке. Вынули рамку, "разобрали" на части, унесли.
Мне кажется, что это физически легче будет. Да, и подвижных частей в этой конструкции нету. Ну, не нравится мне опускать что-то подвижное в этот "рассол".
Кроме того. Для работы с этой конструкцией не нужен никакой инструмент. Всё делается одними руками. Не надо в руки брать лишние предметы.

[designer811]

  огонь предложение!
для ТСа рекомендую еще колпачки из желтого металла сделать на пружину, см эскиз. Проволока пружины будет не сильно толстой порядка 3...4 мм.