Кіріспе

Көлік аспасының түрі

Жапырақты пружина – дөңгелекті көлік құралдарының аспасында кеңінен қолданылатын пружинаның қарапайым түрі. Алғашқыда ламинатталған немесе арбалы көпір деп аталған, кейде жартылай эллипстік, эллипстік немесе арбалы көпір деп те аталатын бұл көлік аспасының ең ежелгі түрлерінің бірі. Жапырақты пружина – жол бетінің тегіссіздіктеріне жауап ретінде тік иілуге мүмкіндік беретін, оське және шассиге бекітілген бір немесе бірнеше тар, доға тәрізді, жұқа пластиналардан тұрады. Көлденең жапырақты пружиналар көлік құралының ұзындығы бойымен орналасып, дөңгелек осіне перпендикуляр бекітілетін ең көп таралған түр, бірақ көлденең жапырақты пружиналардың да көптеген мысалдары бар. Жапырақты пружиналар орналасу, серпілу және жапырақтар арасындағы үйкеліс арқылы белгілі бір деңгейде серпімділік сияқты бірнеше аспалау функцияларын атқара алады. Дегенмен, бұл үйкеліс жеткілікті түрде бақыланбайды, соның салдарынан ілініс пайда болып, аспалау қозғалыстары бұрмаланады. Осы себепті кейбір өндірушілер моножапырақты пружиналарды қолданады.

Жұмыс істеу және негізгі жобалау

Жапырақты пружина – тікбұрышты қималы, жазғы болаттан жасалған, жұқа доға пішіндес ұзындық болып табылады. Көбінесе қолданылатын конструкцияда доғаның ортасы осьті орналастыруға арналса, екі шетіндегі иілімдер көлік шассиіне бекітілуге мүмкіндік береді. Өте ауыр көліктер үшін жапырақты пружина бірнеше қабатқа бір-бірінің үстіне жиналған бірнеше жапырақтан жасалуы мүмкін, көбінесе жапырақтардың ұзындығы біртіндеп қысқарады. Ең ұзын жапырақ – бас, негізгі немесе №1 жапырақ деп аталады, ал жапырақтар ұзындығы бойынша төмендеу ретімен нөмірленеді. Жапырақты пружинаның екі шетіндегі иілімдер бас жапырақтан жасалады. Жапырақты пружина – осьті орнында ұстап тұратын байланыс ретінде қызмет етеді, сондықтан қосымша байланыстар қажет емес. Осының нәтижесінде қарапайым және берік аспалдама пайда болады. Жапырақтар арасындағы үйкеліс пружинаның қозғалысын демпферлейді және кері секіруді азайтады, бұл соққы сөндіргіштер кеңінен қолданылғанға дейін спиральді пружиналарға қарағанда маңызды артықшылық болатын. Алайда, жапырақты пружина сонымен қатар осьті орнында ұстап тұратындықтан, жұмсақ пружиналар, яғни серпімділік константасы төмен пружиналар қолайлы емес. Соның салдарынан туындайтын қатаңдық, сондай-ақ жапырақтар арасындағы үйкеліс, осы аспалдаманы жүргізушілер үшін аса жайлы етпейді.

Түрлері

Жапырақты серіппелер әртүрлі болады, көбінесе "эллипстік" сөзі қолданылады. 1804 жылы британдық ойлап табушы Обадия Эллиотт патент алған "эллипстік" немесе "толық эллипстік" жапырақты серіппелер екі дөңгелек доғадан тұратын, олардың ұштары біріктірілген. Бұл жоғарғы доғаның ортасынан рамаға бекітілді, ал төменгі ортасы "тірі" аспаптарға, мысалы, қатты алдыңғы оске қосылды. Бұл конструкцияға қосымша аспаптар, мысалы, артқы иінтіректер қажет болды, бірақ Hotchkiss жүйесінде қолданылатын "жартылай эллипстік" жапырақты серіппелерге емес. Ол төменгі доғаны пайдаланды, сондықтан оның аты солай аталады. "Төрттен бір эллипстік" серіппелерде көбінесе жапырақ үйірмесінің ең жуан бөлігі қысқа сатының бүйір бөліктерінің артқы жағына бекітіліп, бос ұшы дифференциалға жалғанатын, 1920 жылдардағы Austin Seven сияқты. Эллипстік емес жапырақты серіппелердің мысалы ретінде Ford Model T дифференциалының үстінде иық пішінде иілген бірнеше жапырақты серіппелер болды. Амортизаторлардың орнына кейбір өндірушілер металл емес қабаттарды, мысалы, ағаштан жасалған қабаттарды металл жапырақтардың арасына салды. Эллиоттың өнертабысы арбалардың дизайны мен құрылысын революциялады, ауыр тіреудің қажеттілігін жойды және қиын жолдарда көлікті жылдамдатып, оңайлатты және арзандатты. Заманауи нұсқасы – параболалық жапырақты серіппе. Бұл конструкция ортасынан ұштарына қарай қалыңдығы өзгеретін, азырақ жапырақтармен сипатталады, бұл параболалық қисыққа сәйкес келеді. Бұл конструкцияның мақсаты жапырақтар арасындағы үйкелісті азайту, сондықтан жапырақтар тек ортада, ось қосылған жерде және ұштарында ғана жанасады. Аралықтар басқа жерлерде жанасуды болдырмайды. Салмақты азайтудан басқа, параболалық серіппелердің басты артықшылығы – олардың жоғары икемділігі, бұл жақсартылған жүріс сапасына әкеледі, ол спиральді серіппелерге жақымдасады; мұндағы айырбас – жүк көтеру қабілетінің төмендеуі. Олар автобустарда жақсырақ жайлылық үшін кеңінен қолданылады. Британдық GKN компаниясы және Chevrolet (Corvette-пен бірге) жасаған тағы бір жетістік – композиттік пластикалық жапырақты серіппелерге көшу. Дегенмен, жапырақтар арасындағы үйкелістің және басқа да ішкі демпферлік эффектілердің болмауына байланысты, бұл типтегі серіппелерге күшті демпферлер/соққы сіңіргіштер қажет. Автокөлік аспасында қолданылғанда, жапырақ әдетте осьті қолдайды және оның орнын анықтайды/жартылай анықтайды. Бұл басқару мәселелеріне (мысалы, "осьтің секіруіне") әкелуі мүмкін, өйткені серіппелердің икемділігі осьтің бұрышталмаған массасын дәл бақылауды қиындатады. Кейбір аспап конструкциялары осьті анықтау үшін Ваттс байланысын (немесе Панхард таяқшасын) және радиус қолдарын пайдаланады және бұл кемшілікке ие емес. Мұндай конструкцияларда жұмсақ серіппелерді пайдалануға болады, нәтижесінде жүріс жақсарады. Мысалдарға Austin Healey 3000 және Fiat 128 артқы аспаптары жатады.

Тарих

Ең ерте кездескен жапырақты серіппелер 17 ғасырдың ортасында Францияда экипаждарда екі бөліктен тұратын иілімді серіппелер түрінде пайда бола бастады (Лиссабоннан алынған мысал көрсетілгендей), кейін Англия мен Германияға таралып, шамамен 1750 жылы сол елдердегі бай адамдардың экипаждарында қолданыла бастады. 1768 жылы Ричард Ловелл Эджвортқа Англия өнер және өндіріс қоғамы серіппелі экипаждардың артықшылығын көрсеткені үшін үш алтын медаль табыс етті. 1796 жылы Уильям Фелтонның «Экипаждар мен жабдықтар туралы трактаты» еңбегінде 18 ғасырдың соңында экипаж жасау өнеркәсібі жапырақты серіппелерді тұрақты түрде саудаға ұсынып отырғаны көрсетілген. Сондай-ақ, Г. Р. Хендерсон (1894). 19 ғасырдың екінші жартысында жақсартылған болатты аулау процестері, процестік аспаптар және серіппелік болат қорытпалары дамытылды, бұл жапырақты серіппелерді жасауды тұрақтырақ және төмен қылып жасады. Оларды әуесқой және хоббимен айналысатын теміршілер де жиі пайдаланады.

Трамплиндерде

Жапырақты пружиналар кейбір батуттардағы (әсіресе, жұмсақ жиекті батуттарда) дәстүрлі спиральді пружиналарды ығыстырды, бұл пайдаланушылардың қауіпсіздігін арттырып, мидың шайқалу қаупін азайтады. Жапырақты пружиналар раманың негізінен тарамдайтын "тірек" ретінде орналасып, секіру төсегін ұстап тұрады, икемділік пен серпімділік береді.

Қалқалар

Автомобильдегі тұтқаларда кең таралған "диафрагма" – жапырақ серіппесінің бір түрі.