דלג לתוכן
In English
A spring made of one or more flat curved steel strips that flex under load.
הסבר
הוא מוכר בעיקר ממתלי משאיות ונגררים. במכונות משתמשים בקפיצים שטוחים קטנים, שעשויים מפח קפיצי, לצורך לחיצה, נעילה או מגע חשמלי.
מה זה אומר בפועל
במתלה של נגרר, ערימת רצועות פלדה מקושתות מחוברת לציר במרכז ולשלדה בשני הקצוות. כשהגלגל עולה על מהמורה הרצועות מתיישרות ומחליקות זו על זו, והחיכוך ביניהן מרסן חלק מהתנודה. במכונות, עלה קפיץ קטן לוחץ פין או מגע חשמלי למקומו.
למה זה חשוב
- משמש גם כקפיץ וגם כאלמנט מוביל של הציר, בלי זרועות נוספות.
- פשוט, חזק ונושא עומסים גבוהים.
- החיכוך בין העלים נותן ריסון מובנה.
- בגרסה קטנה הוא חלק פח פשוט, בלי מנגנון.
בעיות נפוצות ופתרונות
- שבר עייפות בעלה ליד החור המרכזי או החבקים → הקפד על מומנט הידוק נכון של החבקים, על גימור פני השטח ועל התזת כדוריות (Shot Peening).
- חריקות ושחיקה בין העלים → השתמש בתותבים או ברפידות פלסטיק בין העלים.
- עלה קפיץ קטן שמתעייף → בחר עובי ורדיוס כך שהמאמץ יהיה נמוך מגבול העייפות.
- קורוזיה בין העלים → צבע או ציפוי ובדיקה תקופתית.
איפה משתמשים
- מתלי משאיות ונגררים
- תפסנים ומגעים חשמליים
- מנגנוני נעילה
- מנגנוני הצמדה קטנים
נוסחאות ונתונים הנדסיים
עלה שטוח זיזי, כוח בקצה – מאמץ
σ = 6 · F · L / (b · t²)עלה שטוח זיזי, כוח בקצה – שקיעה
f = 4 · F · L³ / (E · b · t³)קפיץ עלים מדורג על שתי סמיכות, כוח במרכז – מאמץ
σ = 3 · F · L / (2 · n · b · t²)קפיץ עלים מדורג על שתי סמיכות, כוח במרכז – שקיעה
f = 3 · F · L³ / (8 · E · n · b · t³)| σ | מאמץ כפיפה | MPa |
| F | כוח | N |
| L | אורך הזרוע (בזיזי) או המפתח בין הסמיכות | mm |
| b | רוחב העלה | mm |
| t | עובי העלה | mm |
| f | שקיעה | mm |
| E | מודול אלסטיות | MPa |
| n | מספר העלים | – |
ערכים מקובלים
- E פלדת קפיצים≈ 206 GPa
דוגמה: קפיץ שטוח מפח קפיצי 0.5 × 10 mm באורך חופשי של 30 mm, בכוח 5 N בקצה: σ = 6 · 5 · 30 / (10 · 0.5²) = 360 MPa ו־f = 4 · 5 · 30³ / (206000 · 10 · 0.5³) ≈ 2.1 mm.
נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.
