Стандартизация упругих и чувствительных элементов приборов. Общие положения

В приборах в качестве упругих и чувствительных элементов используются различные пружины (растяжения, сжатия, плоские, кручения, спиральные), сильфоны, мембраны, анероидные коробки и т.д.

Упругие элементы (УЭ) обладают следующими особенностями: усилия и моменты, создаваемые ими пропорциональны деформациям; эти усилия не зависят от положения элемента в пространстве; УЭ позволяют запасать (аккумулировать) механическую энергию путем предварительной деформации элемента.

Характеристикой УЭ называют зависимость между его прогибом (осадкой) λ и нагрузкой F или между углом закручивания φ и моментом пары сил М, вызывающим деформацию элемента. Эти зависимости могут быть выражены функциями F=F(λ) или М=M(φ), которые выполняют роль уравнений (11.1). Характеристики УЭ могут быть линейными или нелинейными. Под прогибом (осадкой) или ходом элемента понимают перемещение точки его поверхности, которая кинематически связана с другими элементами прибора.

Оптимальное значение параметров и стабильность характеристик УЭ определяются точностью их размеров и формы, разбросом физико-механических свойств материалов, из которых они изготовлены, а так же конструктивными и технологическими факторами.

Стандартизация УЭ предусматривает обеспечение взаимозаменяемости как по присоединительным размерам, так и по упругой характеристики.

Стандартизация пружин электрических контактов устройств, контактных систем герконов, пьезорезонаторов, упругих элементов датчиков для замера вибраций и ударов, амортизаторов, кварцевых фильтров и т.п. проводится по динамическим показателям: частоте собственных колебаний (резонансной частоте), виброперемещению, виброускорению. От этих показателей зависит важнейшие эксплутационные качества этих устройств: диапазон измерений, время срабатывания, дребезг контактов, полоса пропускания и т.д.

Таким образом, стандартизация может проводиться по статическим и динамическим характеристикам УЭ. Для определения влияния геометрических, физико-механических, конструктивных параметров на выходные параметры УЭ используют соотношения, полученные из расчета этих элементов на прочность и жесткость.