VEDRUD
Vedrude materjalid ja ehitus. Vedrude jäikus. Vedrude koostamise ja paigaldamise võtted. Ohutusnõuded vedrude paigaldamisel.
Elastseteks elementideks masinais ja aparaatides on mitmesugused vedrud ja puhvrid.
Nende võimalikeks ülesandeiks on:
- jõuelemendina tagada püsiv detailidevaheline jõud (näit. hõõrdsiduris, ventiilis,
nukkmehhanismis);
- amortisaatorina võtta vastu löök, seda summutades (näit. vagunipuhvris, auto
esi- ja tagasillas);
- käivitada mehhanismi (näit. kellavedru, käsirelva lukuvedru).
Vedru materjaliks on enamasti karastatud vedruteras (DIN 17221 järgi teras margiga 46Si7, 65Si7, 60SiMn5, 50CrV4 jt.), aparaatides ka ettekalestatud nn. klaveritraat ning puhvreis kummi. Eritingimusis (kõrge temperatuur, töö vees jms.) kasutatakse veel ka eriteraseid, vasesulameid ja plastikuid.
Vedrude valmistamine:
Vedrude konstruktsioon
Universaalsed ja levinud on tõmbele või survele töötavad keerdvedrud (joon. 6 a ja b), ent neid on võimalik tööle panna ka väändele (joon. 6 c). Keerdvedrusid moodustav traat kulgeb mööda kruvijoont. 
Keerdvedrud keeratakse valmistamisel ümber torni külmalt, kui vedrutraadi läbimõõt d < 12 mm, jämedamad – kuumalt. Keeramine eeldab vedru indeksit c = Dm/d > 4 (Dm – vedru keskläbimõõt); mida väiksem indeks, seda raskem on vedru valmistamine.
Eesmärgiga saada suuremat kokkusurutavust ja muutlikku jäikust(so. mittelineaarset tunnusjoont), võidaks kasutada muutuva ristlõikega lindist valmistatud koonilist keerdvedru (joon. 7). Taolise vedru kasutamine võnkesummutina väldib resonantsvõnkumisi.
Levinud kandevedrudeks on eripikkusega plaatidest kokku pandud lehtvedrud, mis töötavad paindele. Joon. 8 kujutab üht
transportmasinais (autod, vagunid, järelvankrid) juures kasutatavat varianti. Väändele töötavaid varrasvedrusid (joon.9) kasutatakse näiteks autode sei- ja tagasildades. (1)
Suuri jõude vastuvõtvaiks survevedrudeks on taldrikvedrud, mis koostatakse koonilistest taldrikut meenutavaist elementidest (joon. ). Koostatud paketid on kasutusel kui puhvervedrud (toimivad löögienergia hävitajana) või võnkesummutid (kustutavad tänu elementidevahelisele hõõrdumisele võnkeenergiat). Levinud on taldrikvedrud näit. stantside puhverelementidena (joon.). Veelgi suurema jäikuse ja energiasumbuvuse tagavad rõngasvedrud (joon. ). Nende elementideks on koonilise sise- ja välispinnaga terasrõngad. Esimeste materjal töötab tõmbele, teistel – survele. Kinnikiilumise vältimiseks peab koonuse nurk β olema suurem hõõrdenurgast ρ. Puhvri kiirema liikuvuse huvides võidaks vedruploki lahtisurumiseks kasutada täiendavat keerdvedru (joon. ). (1)
Temperatuurivahemikus –30 oC kuni +80 oC võib survevedrudena kasutada erineva kujuga kummipuhvreid. Vastupidavamad on sünteeskautØuki alusel valmistatud kummimargid. Enamasti on kummi metallelementidega kokku vulkaniseeritud (joon. 13). Seda tuleb teha nii, et kummile jääks deformeerimiseks vaba ruum, kuna kokkusurumisel kummi maht ei muutu. Puhvri kujundusest sõltuvalt võib kummi olla koormatud kas normaal- või nihkepingeile (näit. joon.).
Vedrude karakteristikud
Tähtsaimaks karakteristikuks on vedru tunnusjoon – seos mõjuva jõu ja deformatsiooni vahel. Suhet F/f = z nimetatakse vedru jäikuseks. Võimalikud on kolme tüüpi tunnusjoont (joon. ). Lineaarse tunnusjoone annab konstantne jäikus, progressiivse suurenev ja degressiivse – alanev jäikus. Võnkesumbuvuse seisukohalt on parimad progressiivse tunnusjoonega vedrud. See, milliseks kujuneb vedru tunnusjoon, sõltub nii vedru materjali elastsusmoodulist E kui ka vedru konstruktsioonist. Eriti häid võimalusi sobiva tunnusjoone kujundamiseks pakuvad taldrikvedrud. Kui taldrikute ühekaupa kokkupanekuga saadud vedru annab väikeste deformatsioonide korral enamvähem lineaarse, suurtel aga degressiivse tunnusjoone, siis erineva taldrikute arvuga pakette kasutades võib saada ka progressiivse tunnusjoone (joon.). (1)
kus G–materjali nihkemoodul ja I0–vedru ristlõike polaarinertsmoment (I0 ≈ 0,1 d4). Teine vedrusid (eriti amortisaatoreid) iseloomustav karakteristik on deformatsiooni kaduenergia. Joonisel 16 toodud diagrammil on see määratud kolmnurga OAB pindalaga. Terasest keerdvedrudel on hüstereesi arvel neeldunud kaduenergia üsna väike, kummipuhvreil märksa suurem. Kaduenergiat saab märgatavalt suurendada hõõrdetöö arvel (eriti pakettidest taldrik- ja rõngasvedrudes, samuti lehtvedru-pakettides). Suur energianeelduvus tagab samuti võnkesumbuvuse, mis on kolmas oluline vedrude omadus. Võnkesumbuvust mõõdetakse amortiseerimisteguriga X (%); X ≥ 95% korral loetakse süsteem täielikult amortiseerituks. (1)Teguri X määramise metoodika tuuakseerikirjanduses, amortisaatoritetootmisele spetsialiseerunud firmad annavad selle väärtuse seadme passis. Eeltoodud karakteristikud on aluseks valikul, sest nüüdisajal on piisavalt laia nomenklatuuriga vedrude tootmisele spetsialiseerunud firmasid. (1)
Keerdvedrude projektarvutus
Ehkki sobiva karakteristikuga keerdvedrusid saab üldjuhul osta, võib erijuhul ette tulla vajadus neid individuaalkorras projekteerida ja toota. Allpool on käsitletud ümartraadist surve-keerdvedru projekteerimist DIN 2089 soovitustele vastavalt.
Olgu tegemist staatilise või sellele lähedase koormusega ja ette antud vedru poolt arendatav vajalik jõud F2 (vt. joon. 17), samuti vedru välisläbimõõt Da (mõnikord ka vedru pikkus töökoormusel L2).
1. Valitakse vedrutraadi materjal, sellele vastav nihkemoodul G ja lubatav väändepinge [τv].
Parandustegur k võtab arvesse vedru kõveruse ja põikjõu mõju väändepingeile; on sõltuv c väärtusest ja antud tabelina standardis DIN2089, piisava täpsusega leitav ka valemiga [ ] () 3 4 / 2 4 − + ≈ c c k .
4. Leitakse vedru keskläbimõõt Dm = cd ja välisläbimõõt Da = Dm+d. Kui see soovitava Da väärtusega ei sobi, korrigeeritakse arvutust uue vedruindeksi valikuga.
5. Valitakse lõtk Sa, vältimaks vedru keerdude kokkusurumist töökoormusel F2; Sa = (0,15…0,4)d, täpsemalt tabeleis.
6. Arvutatakse suurim võimalik töökeerdude arv i:
9. Hinnatakse vedru stabiilsust. Nõtkeoht tekib tingimusel Lo/Dm>3. Pikemad vedrud asetatakse tornile või monteeritakse juhtpuksi.
Enne montaaøi vastutusrikkaid survevedrusid “treenitakse”. See seisneb vedru täielikus kokkusurumises ja kuni 2 ööpäevases koormuse all hoidmises. (1)
Vedrude arvutus:
