Обратный клапан. Рассчитать усилие пружины на клапан.

[СВ]

 Имеется обратный клапан, он всегда находится в горизонтальном положении. Нужно рассчитать МИНИМАЛЬНОЕ усилие пружины на клапан, при котором шарик гарантированно прижимается к отверстию. Дшарика 19 мм, Дотв. 14 мм, пружина Д13 х д1. Интересует не само усилие, а КАК влияет Дпружины на усилие. И влияет ли? Т.е. при одном и том же усилии имеет ли значение Дпружины, например 10 или 16 вместо 13?

[beginner]

Интересует не само усилие, а КАК влияет Дпружины на усилие. И влияет ли? Т.е. при одном и том же усилии имеет ли значение Дпружины, например 10 или 16 вместо 13?

Естественно влияет.
Больше диаметр витка - больше рычаг (физика 9-ый класс). Следовательно меньше жёсткость пружины.

Ну или можно посмотреть, например, ГОСТ Р 50753.
Таблица 2, формула 9.

[СВ]

Придётся повторить вопрос (наверное, не достаточно чётко сформулировал):
Интересует не само усилие, а КАК влияет Дпружины на усилие. И влияет ли? Т.е. при одном и том же усилии имеет ли значение Дпружины, например 10 или 16 вместо 13?
Иными словами: пружина при разных Д прикасается к шарику в разных местах, т.е. меняется геометрия взаимодействия деталей. Подробнее: шарик стремится упасть вниз, пружина своим усилием не даёт это сделать; найдётся минимальное усилие пружины, при котором шарик только-только касается кромки отверстия, о нём и говорим. Если диаметр пружины будет больше или меньше (а усилие не изменится!), шарик так же будет будет только-только касается кромки отверстия? Почему заостряю вопрос про диаметр: пружина от веса шарика ЕЩЁ И ПОВОРАЧИВАЕТСЯ вниз ...

[beginner]

да всё понятно было сформулировано.
Шарик, под действием силы тяжести пытается упасть. Из-за геометрии конструкции шарик при падении ещё стремится сместиться влево... а тут пружина ему мешает.
Допустим была подобрана пружина которая удерживает этот шарик в равновесном состоянии (сила тяжести и сила сжатия пружины компенсируют друг друга). При этот шарик полностью закрывает проходное отверстие. Теперь если начнём увеличивать диаметр витка пружины, то её КОЭЭФИЦИЕНТ ЖЁСТКОСТИ будет УМЕНЬШАТЬСЯ и она (пружина) уже не сможет удерживать этот шарик в том положении, при котором он полностью закрывает "дырку".

[СВ]

 Всё верно, кроме одного - УСИЛИЕ пружины НЕ МЕНЯЕТСЯ! Т.е. мы меняем диаметр, но и пружину мы перенастроим (не важно как, например - придвинем ближе) и усилие останется тем же.
По умозрительной логике вроде как получается - чем больше диаметр, тем устойчивее система

[beginner]

Ну тогда извиняйте
"моя твоя не пониматЬ"     

Имеет ли значение диаметр пружины?
Если эту пружину постоянно каким-то образом поджимать (регулировка), то наверное ответ: Нет не имеет.

НО! от жёсткости пружины зависит давление при котором будет открываться этот клапан...

[СВ]

Ещё и практический вопрос:
забыл как пользоваться библиотекой "Проектный расчёт пружины сжатия..."
Раньше без проблем хоть и с проблемами методом подгонки создавал пружину (по уже готовым размерам), сейчас не получается.
Проверьте, пожалуйста: исх. данные см. по рис. Д13мм,
нужно подогнать F2 и h, чтобы выйти на д1мм и получить длину 14...16мм, шаг 4...6мм, 3...4 витка (пожатых нет).
Максимум, что получилось.
Просто создать пружину - не проблема, проблема - в диаграмме, не хочется руками. Разбаловался ...

[СВ]

 Вот что вспомнил, и это более важное: т.к. шарик не имеет направляющей, то при открытии клапана он прижмётся к одной из стенок, следовательно, для закрытия ему нужно какое-то усилие , чтобы подняться из нижней точки (это худший случай) вверх, к отверстию. Какое усилие?

[beginner]

Какое усилие?

Составить систему уравнений равновесия сил...
На шарик действуют сила тяжести, сила прижатия пружины, сила реакции опоры, сила трения...

[Олеся_Орен]

НО! от жёсткости пружины зависит давление при котором будет открываться этот клапан...

Абсолютно верно.

[СВ]

Благодаря разговорам на форуме вышел на простейшее решение вопроса построения пружин:
если известны геометрические параметры, то расчёт и построение пружины делаются в Проверочном расчёте.
(Кто бы мог подумать.) Необязательны все параметры, неизвестные можно определить подгонкой.
- - -
Всем спасибо!