Predpínací uhol

Volím predbežne.

Vypočítame podľa algoritmu pre otočné skrutkovité pružiny viť. [5], str. 40/I..

Pre výpočet použijeme algoritmus pre výpočet otočných pružín namáhaných kmitavo vyrobených z oceľových drôtov 14260 zušľachťovaných, viť. [5], str. 40/I.

, kde

Použijeme najbližší vyrábaný priemer drôtu d = 6,3 mm.

Stredný priemer volíme D = 87,3 mm

Použijeme stredenie na vnútorný priemer

Vonkajší priemer

Pre materiál 14260 cyklicky zaťažený, viť.[5], str. 40.

Korekčný činiteľ

Pružina pevnostne vyhovuje.

Pružina má zaručenú trvalú životnosť

Počet závitov volíme v súlade s navrhnutým predbežným počtom závitov n = 8, rozdelených do dvoch dielov n_d = 4, priemer nosného čapu volíme d_c = 30 mm.

Otočná pružina, vyrobená podľa vypočítaných rozmerov zo žíhaného drôtu z ocele 14260.2, po vykonanom zušľachtení na stav 14260.7, vyhovuje pevnostne aj požadovanou trvalou životnosťou pre prenos pulzovej prevádzkovej sily

Pružiny v príkladoch 20 a 21 sú vypočítané pre úplne zhodné prevádzkové podmienky.

Porovnaním oboch riešení sme získali skúsenosti pre voľbu, ktorú z oboch možných riešení je možné použiť. Voľby vyplýva z nasledujúcich skutočností.

                        22. KONTROLA  SÚČASTÍ  NA  ČASOVANÚ  ŽIVOTNOSŤ

            Dynamicky namáhaný skrutky hlavy motoru (M 10x1,5 12060.7) je zaťažovaný cyklicky podľa sínusoidy. Predpínacie napätie vo skrutky  s_M = 212,1 MPa. Stredné napätie v skrutke s_m = 237,15 MPa. Amplitúda napätia v skrutke s_a = 112,8 MPa .Medza klzu v ťahu pre materiál skrutky R_e = 880 MPa. Súčiniteľ zbiehavosti medznej čiary Smithovho diagramu skrutky l = 0,0324. Medza únavy materiálu skrutky s_c^* = 49,5 MPa. Horné napätie v skrutke

Pretože je amplitúda napätia s_a = 112,8 MPa väčšia ako medza únavy skrutky s_c^* = 49,5 MPa a menší ako medza klzu R_e = 880 MPa, jedná sa o výpočet časovanej životnosti. Bod H leží mimo Smithovho diagramu (obr. 22.1).

Obr. 22.1 Wöhlerová únavová krivka, Smithov diagram dlhodobej únavovej pevnosti

Medza únavy je vlastne y súradnica priesečníka (obr.24.1) priamka HM a Priamka s_cx (bod R).

Exponent Wöhlerovej  krivky

Rovnica Wöhlerovej krivky je popísaná polytropou

Bezpečnosť skrutky voči medzi klzu

Pri zaťažení nedôjde k plastickej deformácii skrutky.

Určenie počtu cyklov z rovnice Wöhlerovej  krivky

Ku vzniku medzného stavu skrutky – únavovej poruchy dôjde u 50% skrutiek pri 1,55.10⁶ cyklov. Spoľahlivosť, že nedôjde k náhlemu únavovému zlomu skrutky sa zvolí napr. pre pravdepodobnosť preťaženia p = 0,95, tj. pripúšťa sa únavový zlom u jednej súčasti z dvadsiatich použitých. Kvantil normálneho rozdelenia pre pravdepodobnosť preťaženia 90% je u_p95  = -1,645, viť. [5], str. 156/II.

Odtiaľto po odlogaritmovaní L =35100 cyklov, ktoré spoľahlivo prekoná bez poruchy 95 z 100 použitých skrutiek.