Techniek van veren en veerberekening

8
Techniek van veren en veerberekening: Veren worden vervaardigd uit speciaal verenstaal, afhankelijk van de toepassing kan Alcomex u adviseren welk materiaal het beste kan worden ingezet. De meeste uit draad vervaardigde veren, voor zowel een statische als een dynamische belasting, worden gemaakt van verenstaal volgens EN 10270-1- SH (DIN 17.223 C) of uit roestvast verenstaal volgens EN 10270-3-NS (DIN 17224 werkstof 1.4310). Bij de berekeningen in deze website maken wij gebruik van deze materialen. Drukveren en trekveren: Voor de berekening van een drukveer moeten een aantal zaken bekend zijn. - De maximale kracht die de veer moet uitoefenen. ( Fn ) - De diameter van de veer, houdt vaak verband met de inbouwmogelijkheid, voor de veerberekening wordt gewerkt met de hart middenlijn. ( Dm ) - De maximale weg die de veer moet afleggen. ( fn )

Transcript of Techniek van veren en veerberekening

Page 1: Techniek van veren en veerberekening

Techniek van veren en veerberekening:

Veren worden vervaardigd uit speciaal verenstaal, afhankelijk van de toepassing kan Alcomex u adviseren welk materiaal het beste kan worden ingezet.De meeste uit draad vervaardigde veren, voor zowel een statische als een dynamische belasting, worden gemaakt van verenstaal volgens EN 10270-1-SH (DIN 17.223 C) of uit roestvast verenstaal volgens EN 10270-3-NS (DIN 17224 werkstof 1.4310).Bij de berekeningen in deze website maken wij gebruik van deze materialen.

Drukveren en trekveren: 

Voor de berekening van een drukveer moeten een aantal zaken bekend zijn.

- De maximale kracht die de veer moet uitoefenen. ( Fn )- De diameter van de veer, houdt vaak verband met de inbouwmogelijkheid,  voor de veerberekening wordt gewerkt met de hart middenlijn. ( Dm )- De maximale weg die de veer moet afleggen. ( fn )

Page 2: Techniek van veren en veerberekening

De veerconstante ( c ) is de kracht die een veer per mm. indrukking (uitrekking bij trekveer) uitoefent, deze is recht evenredig bij cilindrische veren. (zie diagram.)

c = Fn / fn

De maximale kracht die de veer uitoefent is dus Fn, indien de veer een bepaalde voorspanning heeft, wordt deze meestal F1 genoemd. De Fn is bepalend voor de uitvoering van de veer.

Trekveren hebben ook een bepaalde voorspankracht, dit is de kracht die nodig is om de windingen van elkaar te trekken. De voorspankracht ( Fo ) is 5% tot 15% van de Fn, afhankelijk van de diameter van de veer.

Page 3: Techniek van veren en veerberekening

Torsieveren :

Voor de berekening van torsieveren moeten de volgende zaken bekend zijn :

- Het gewenste draaimoment ( = kracht x arm ) ( M).- De diameter van de veer, houdt vaak verband met de inbouwmogelijkheid, voor  de veerberekening wordt gewerkt met de hart middenlijn. ( Dm )- De hoekverdraaiing van de veer uitgedrukt in graden. (α )

De veerconstante ( c ) is het moment per graad hoekverdraaiing. ( zie diagram )

c = M / α

Page 4: Techniek van veren en veerberekening

Statische of Dynamische belasting

Bij het ontwerp van een veer is het belangrijk om te weten of de veer weinig spanningswisselingen moet ondergaan of juist veel.Met weinig wordt bedoeld een levensduur van ca. 20.000 tot 50.000 spanningswisselingen, de meeste veren worden toegepast voor situaties waarin sprake is van een statische belasting.Voorbeelden hiervan zijn veren in afsluiters, veren in ramen en deuren , veren die iets vastklemmen e.d. Bij de berekeningen op deze website berekenen we de veren voor een statische toepassing.Er is sprake van een dynamische belasting indien de veer circa 10 miljoen spanningswisselingen kan ondergaan.Als vuistregel kan worden gesteld dat veren berekend voor een statische belasting van 100 N geschikt zijn voor een dynamische belasting van 60 N. Met andere woorden kan worden gesteld dat de weg die de veer af mag leggen bij dynamische belasting 60% is van de veerweg bij statische belasting.Er is overigens nog een mogelijkheid om in het bovengenoemde voorbeeld de veer wel zwaarder te belasten en toch een veer te hebben die dynamisch kan worden belast. Dit doen we door de veerweg hetzelfde te houden, dus een veerweg met een spanningsverschil van 60 N met een beginkracht F1 van b.v. 20 N de eindkracht wordt dan:20 N + 60 N = 80 N. Wij adviseren u voor veren met een dynamische toepassing contact op te nemen met een van onze technische adviseurs, zij kunnen met een speciaal levensduurprogramma voor u de juiste veer berekenen.

Page 5: Techniek van veren en veerberekening

Hoog dynamische belasting

Bij het ontwerp van veren voor zeer bedrijfszekere toepassingen met een zeer hoge levensduur van bijvoorbeeld 1 miljard spanningswisselingen en meer, worden met name bij de draaddikten groter dan 3 mm speciale materialen ingezet, tevens ondergaan deze veren naast een warmtebehandeling een speciale kogelstraal behandeling.

Alcomex adviseert u graag bij het ontwerp van deze speciale veren, wellicht interessant om te weten, Alcomex is gecertificeerd voor levering aan de luchtvaartindustrie en gecertificeerd voor levering van veren voor kerncentrales(zie afbeelding).

Page 6: Techniek van veren en veerberekening

Formules Voor de berekening van druk en trekveren

Symbolen :τ w = wringspanning ( N/mm² )Dm = diameter veer hart op hart ( mm )F = veerkracht ( N )G = afschuivingsmodulus ( N/mm²)d = diameter veerdraad ( mm )nw = aantal werkzame windingenf = veerweg ( mm )c = veerconstante ( N/mm

 

geldt uitsluitendvoor drukverenen voor trekverenwaarbij Fo = 0

Page 7: Techniek van veren en veerberekening

Formules voor de berekening van torsieverenSymbolen :σ b = buigspanning ( N/mm²)Dm = diameter veer hart op hart ( mm )M = Moment ( Nmm)E = Elasticiteitsmodulus ( N/mm² )d = diameter veerdraad ( mm )nw = aantal werkzame windingenα = hoekverdraaiing ( graden )c = veerconstante ( Nmm/graad )

Page 8: Techniek van veren en veerberekening

Verenstaal volgens EN 10270-1-SH en EN 10270-3-NS (werkstof 1.4310)

De ondergrens van de treksterkte van verenstaaldraad volgens EN 10270-1-SHkan volgens de volgende regel worden bepaald :

σ t = 2220 – 820 . log d

Als vuistregel kan worden gesteld dat de ondergrens van de treksterkte van roestvast verenstaaldraad volgens EN 10270-3-NS (werkstof 1.4310) ligt op 85%van de treksterkte van verenstaaldraad volgens EN 10270-1-SH.

σ t = 0,85 . ( 2220 – 820 . log d )

Bij de berekening van druk- en trekveren wordt de toelaatbare wringspanning ( τ w toelaatbaar ) gesteld op 40 % van de σ t bij statische belasting.

Bij de berekening van torsieveren wordt de toelaatbare buigspanning ( σ b toelaatbaar ) gesteld op 70 % van σ t bij statische belasting.