Un ressòrt es un organ o pèça mecanica qu'utiliza las proprietats elasticas d'unes materials per absorbar d'energia mecanica, produire un movement, o exercir un esfòrç o un parelhDéfinitions . vinheta|Ressòrts ferroviaris.
Descripcion De pinturas rupèstras mòstran que l'Òme inventèt aquesta pèça dempuèi mai de 10 000 ans, jos la forma de l'arc, constituit subretot d'una pèça corba flexibla que l'eslasticitat permet de torna la pèça a sa position iniciala quean es desformadaD'où le terme « ressort de rappel »; lo ressòrt joguèt tanben un ròtle determinant dins l'espelida de las civilizacions.
Un ressòrt ideal es perfièchament elastic e torna a sa forma de repaus, o una de sas fòrmas de repaus se n'a mai d'un, après aver subís una deformacion.
Se pòt destriar diferentas grandas categorias de ressòrts segon los materials utilizats, que pòdon èsser de materials, d'elastomèrs, de materials composits o de gases.
Definicions
Segon la nòrma ISO 26909:2010
Caracteristicas generalas dels ressòrts Un dels paramètres essencials a l'estudi d'un ressòrt es la coneissença de sa lei de comportament. Aquò descrich lo ligam qu'existís entre l'esfòrç aplicat sul ressòrt (fòrça o moment de fòrça) e la deformacion que ne resulta (alongament o rotacion, respectivament):
Per un estat de constrencha o de deformacion donat, lo rapòrt entre la sollicitacion e la deformacion es nomenada regdor:
N·m−1 dins lo cas d'un alongament; N·m·rad−1 dins lo cas d'una rotacion.
L'invèrs de la regdor, 1⁄k, es la soplesa o compliança.
Un comportament dich linear paréis a la lei de Hooke: la deformacion es alara proporcionala a l'esfòrç aplicat, e la regdor es une constanta independanta de la carga. S'agís de la lei de comportament mai simpla. La corba que representa lo resultat de sa deformacion d'ensemble, en foncion de l'esfòrç aplicat, es una drecha. L'alongament o la rotacion son alara proporcionals a la fòrça o al parelh que la provoquèt. Lo coeficient de proporcionalitat es la regdor .
Pasmens se lo comportament linear siá lo mai sovent evocat o cercat, per facilitat o per de verais imperatius tecnics, las lois que ligan las deformacions d'ensemble dels ressòrts als esfòrces que lor son aplicats son fòrça mai variats que se pensa abitualament; tot l'art dels concepteires e dels fabricants de ressòrts consistís a los adaptar mai que possible als besonhs!
Nòta: i a diferéncia entre regdor e rigiditat. Al vejaire tecnic la regdor s'aplica a las pèças alara que la rigiditat caracteriza los materials.
Associacion de ressòrts Fasent l'ipotèsi d'un comportament linear du ressòrt, segon la relacion ont la regdor globala es constanta, s'oben las relacions seguentas per las combinasons abitualas de diferents ressòrts:
Ressòrts dispausats en parallel de biais que los ressòrts ajan totes la mèsma deformacion: Deformacion totala: Esfòrç total: Regdor totala: Demonstracion: e, que totes los alongaments son identics, d'ont la regdor de l'ensemble en eliminant .
Ressòrts dispausats en seria (los ressòrts son someses al mèsme esfòrç; la deformacion totala es la soma de las deformacions individualas) : Deformacion totala: Esfòrç total: Soplesa totala: Demonstracion : En remplaçant las deformacions per lor expression segon l'esfòrç, e, que totas las fòrças son identicas, d'ont la soplesa de l'ensemble en eliminant .
Ressòrts metallics Se la concepcion d'un ressòrt de qualitat demanda de solidas coneissenças dins los domènis de l'analisi de las constrenchas e de la mecanica racionala, la concretisacion d'un projècte pausa de questions de causida de material (natura, tractaments), de mesa en forme e sbretot de qualitat de superfícia (estructura, constrenchas residualas, rugositats) d'el moment que se trabalha travaille sus un mecanisme en movement.
Pasmens se fòrça ressòrts sián sollicitats a de frequéncias pro nautas o fòrça nautas, se limita aquí a un estudi estatic o gaireben. Quand las deformacions se debanan a fèble velocitat, las variacions de carga son repercutadas sens escart de temps dins tota la massa del ressòrt. Per contra, dins lo cas d'un foncionament dinamic de nauta frequéncia, las cargas aplicadas a un tèrme d'un ressòrt son pas transmesas instantanèament fins a l'autre; aqueste retard provòca de fenomèns vibratòris que se pòt a vegada valorizar mas que son mai sovent indesirables.
Los ressòrts, que son destinats a se deformar sota carga, son fondamentalament diferents de las autras pèças mecanicas que son realizadas per èsser tant pauc deformablas que possible. Pasmens utilizaram las formulas classicas de las bigas estudiadas en resisténcia dels materials, quitament se son applicablas en tota rigor sonque dins le cas de pichonas deformacions. Que que siá, la precision donada al calcul dels ressòrts a de sens que se dispausam de materials permetent d'obténer e subretot gardar dins la durada las caracteristicas que cal.
Materials e tractaments Un bon material per realizar de ressòrts possedís una resisténcia viva elastica Re2⁄2E tan granda que possible, nt la limita d'elasticitat e lo modul de Young d'aqueste material. Pasmens, una nauta limita d'elasticitat sufís pas, cal que s'acompanhe d'una bona resiliéncia e d'una bona endurança al respècte dels esfòrces alternats.
D'entre los acièrs, una premièra familha es aquesta dels acièrs manganès silici contenent de 1,5 a 2 % de silici, 0,6 a 0,7 % de manganès, 0,4 à 0,6 % de carbòni, amb possiblament un pau de cròme, de tungstèn, de molibdèn o de vanadi. I a las nuàncias seguentas: 45S7 (ressòrts de lamas), 55S7, 45SCD6, 60SC7, (barras de torsion), 45SW8. I a tanben d'acièrs al cròme, amb de vanadi, de manganès o du silici-molibdèn, per exemple: 45C4, 50CV4. Aquestes materials existisson pas que dins de grandas dimensions: fial de diamètre superior a 6 mm, lama d'espessor superiora a 4 mm.
L'elinvar (« acièr » à 33 % de niquèl, 12 % de cròme, 1,2 % de manganès) a un modul d'Young independent de la temperatura. Servís a la fabricacion de ressòrts destinats a d'aparelhs de precision (galvanomètres, sismografs, cronomètres, diapasons, etc.). Aquesta matèria es pauc disponibla, e donc caretiosa.
La limita d'elasticitat dels acièrs bassa rapidament quand la temperatura s'auça. Los aliatges del tipe INCONEL a base de niquèl (45 a 75 %), de cròme (15 %), de cobalt, molibdèn, tungstèn, titani, fèrre, e alumini gardan de proprietats corrèctas fins a 400-500 °C. Coma la matèria precedenta, aquesta matèra es cara, mas se trapa aisidament.
La còrda de piano es (en principi) un fial d'acièr de 0,8 - 1 % de carbòni, que la superfícia polida es levada de decas o d'imperfeccions notablas susceptibles de provocar de riscs de rupturas de lassièra. S'atenh normalament una limita d'elasticitat Re = 1 210 MPa pel fial de 0,5 mm e Re = 1 125 MPa pel fial de 13 mm.
Inòx AISI 302 (Z12 CN 18-8)/AISI 316 (Z11 CND 17-6): aquestas matèrias son plan pròchas dins l'utilizacion de l'acièr çai dessús possedisson l'avantatge d'èsser pauc sensibles a la rovilha. Lor cost es un pauc superior a aqueste de l'acièr çai dessús, mas ven mai economic dins lo cas de fèblas quantitats devent èsser protegidas contra la rovilha.
En construccion electrica s'utiliza lo coire al berilli (1 a 2 %). Permet de realizar de ressòrts plan bons conductors de l'electricitat e de la calor. Sa limita d'elasticitat atenh 1000 MPa, amb una plan bona endurança. Aquestas matèria demanda un tractament termic de tria après utilizacion, e sovent una capa de tipe estamatge per ne facilitar la sóudadura.
Los alliatges de memòria de forma (per exemple, lo Nitinol, aliatge de niquèl, titani e coire) constituisson una solucion interessanta quand la destenda del ressòrt dèu èsser retardada dins lo temps. A de proprietats especialas, coma l'efièch memòria simple sens que permet a l'aliatge de tornar a sa forma iniciala après una deformacion mecanica o termica e l'efièch memòria doble sens que lo fa capable après « educacion » d'aver doas posicions establas al dejós e al dessús d'una cèrta « temperatura critica ». De ressòrts pòdon alara demorar « al repaus » a temperatura ambianta e venir « actius » se lor temperatura aumenta. an d'aplicacions plan interessantas en ortodoncia, dins los sistèmas d'assemblatge mecanic, los aparelhatges de seguretat, etc.
A de temperaturas fòrça bassas (-150 a -200 °C), los acièrs son gaireben sempre fòrça fragils mas se pòt utilizar d'autres merials comma lo plomb. Se degur, un ressòrt de plomb se lo seu jamai tornar a temperatura ambianta.
Calcul de la regdor Es plan sovent util de conéisser la regdor d'un ressòrt d'espiras. Per aquò s'utiliza la formula:Ont:
es la Regdor del ressòrt en N/mm es lo modul de cisalhament o modul de Coulomb en N/mm², egal a environ 81 000 MPa (=81 000N/mm²) pels acièrs es lo modul de Young en N/mm² es lo coeficient de Poisson, adimensional, egal a 0,33 pels acièrs es lo nombre d'espiras utilas (sens unitat) es lo diamètre del fial en mm es lo diamètre mejan o diamètre d'enrotlament de las espiras en mm (la mejana entre los diamètres interior e exterior de las espiras)
Ressòrts que la matèria trabalha en torsion
Ressòrts aparentats vinheta|Ressòrt de fial rectangular Puslèu que d'un fial redond, se pòt utilizar d'autras formas, elliptica, rectangulara, ... A vegada, los ressòrts de fial rectangular son talhats obtenus dins un tube.
Los ressòrts conics son enrotlats de pas constant (sul ressòrt a l'estat liure, s'auça d'una mèsma quantitat a cada torn) o de penjal constant (las espiras son sempre mai quichadas al l'apròcha del tèrme de pichon diamètre).
dins lo primièr cas, se pòt obténer una regdor sempre mai fòrta amb la compression (les espiras de mai fòrt diamètre son mai soplas e se comprima « a fons » las primièras) o un encombrament minim un còp la compression realizada. dins lo segond cas, se merma la variacion de regdor, las aspires s'espotís de biais gaireben esimultanèu mas un còp complètament aplatat, lo fial pren l'aspècte d'una espirala sempre mai flac que s'alunha lo centre.
Totes los ressòrts conics pòdon pas se metre « a plat ».Pels ressòrts de voluta s'utiliza pas pus de fial mas de bendas de tòla especiala de talh diferent segon los perfils. Se se vòl una regdor variabla, cal prene una largor constanta de biais que las espiras de mai grans diamètre s'afaissan las primièras. Se al contrari se vòl que la regdor demora constanta, alara cal far de biais que la seccion ane aumentar de l'interior cap a l'exterior. Es tanben possible de realizar de ressòrts de doble voluta.Otra lors caracteristicas mecanicas un pauc especialas, los ressòrts de voluta an la particularitat de presentar una estructura tampada, limitant los riscs de blocatge per de còrs estrangièrs. Lo ressòrt de dobla voluta, per exemple, es plan sovent utilizat per escartar las doas brancas dels secators. Los jardinièrs aman pas fòrça los secators dotadas de ressòrts elicoïdals ordinaris, que las buscalhas los blocan aisidament.
Ressòrts que la matèria trabalha de flexion
Diferents ressòrts metallics
Diafragmes Diferents fabricants prepausan de pèças estandardizadas que foncionan coma las rondèlas Belleville mas plan mens regde. Cal consultar lors catalògs per mai d'informacion.
Ressòrts anulars vinheta|Ressòrt d'anèls d'acièr Se realiza de sistèmas elastics de nautor variabla empilant d'anèls conics. De tals sistèmas, someses a una carga axiala, merman de longor en rason de la dilatacion dels anèls exteriors e de la contraccion dels anèls interios. Los anèls interiors « mascles » penetran dins los anèls exteriors « femnes ». vinheta|Ressòrt d'anèls