Prowadnica sprężysta

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.