Veer (mechanica)

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Een trekveer
Een drukveer
Een bladveer
Drukveer die is omgevormd tot trekveer.
Deze veer is bestemd voor schrikdraad.
Een verengalm uit een gitaarversterker
Een bladveer

Een veer is een elastisch constructie-element dat bedoeld is om een een tegenkracht te leveren die toeneemt met de verplaatsing. Een veer is daarmee een mechanische accumulator van energie.

Verschijningsvormen[bewerken]

Variaties in verschijningsvorm zijn afhankelijk van de toepassing of gewenste eigenschappen.

Soorten[bewerken]

Veren zijn te verdelen in twee hoofdgroepen:

  1. Druk- en trekveren: deze zijn bedoeld voor een (rechtlijnige) verplaatsing en kunnen allerlei vormen hebben. De meest voorkomende zijn:
    • een schroefveer bestaat uit een schroefvormig gewikkelde draad. Het geheel kan de vorm hebben van een cilinder, ton of kegel. Drukveren hebben in ontspannen toestand ruimte tussen de wikkelingen en kunnen ook als trekveer worden gebruikt. Bij indrukken of uittrekken wordt de draad over de volle lengte op torsie belast;
    • een bladveer is een vlakke of licht gekromde strook materiaal die op buiging wordt belast. In bepaalde uitvoeringen (m.n. in de autotechniek) zijn stroken van verschillende lengte op elkaar gestapeld;
    • een gasveer bestaat uit een met een zuiger afgesloten gasgevulde cilinder. Bij verplaatsing van de zuiger wordt het gas meer (of minder) samengedrukt;
  2. Torsieveren: deze zijn bedoeld voor een draaiende beweging met een wringend moment. Veelvoorkomende uitvoeringen zijn:
    • een torsiestaaf, zoals de stabilisatorstang in de autotechniek;
    • een trek- of drukveer aan een excentriek: deze constructie laat slechts een geringe hoekverdraaiing toe;
    • een spiraalveer, zoals veel werd toegepast in wekkers en horloges. Het materiaal wordt hier op buiging belast. Afhankelijk van het aantal windingen kan dit type veer een groot aantal omwentelingen van de as toestaan.

Met het gebruik van bepaalde materialen en constructietechnieken kan aan de veren bepaalde extra eigenschappen worden gegeven. De meest gewenste daarvan is demping. Bij bladveren wordt dat bereikt door tussen de verschillende lagen een schuivende beweging toe te staan. Bij gebruik van een materiaal zoals rubber wordt gebruik gemaakt van de inwendige wrijving.

Vorm en doorsnedes[bewerken]

  • De doorsnede van de stalen draad waaruit een veer is opgebouwd kan rond of rechthoekig zijn.
  • Veren kunnen cilindrisch, maar ook conisch schroefvormig zijn.
  • Spiraalgewonden veren, meestal van ronde doorsnede staal.
  • Veren kunnen een balkvorm hebben met al dan niet complexe doorsnede.
  • Schotelvormige veren.
  • Veren van kunststof kunnen zeer complexe doorsnedes hebben.
  • Ook een hydraulische cilinder, verbonden met een gasvolume vormt een (hydropneumatische) veer

Toepassingen van trekveer[bewerken]

Trekveren worden onder andere gebruikt voor het op spanning houden van draad, zoals schrikdraad. Omdat een trekveer gemakkelijk tot voorbij het punt kan worden uitgetrokken waarbij de veer blijvend vervormt, zijn constructies bedacht om met een drukveer de werking van een trekveer te verkrijgen. Op de foto hiernaast is een dergelijke constructie te zien.

Veerkracht en vervorming[bewerken]

Als er een niet te grote resulterende kracht op een veer wordt uitgeoefend zal de veer evenredig vervormen, bijvoorbeeld in axiale richting (langs de lengteas). De verhouding van uitgeoefende kracht tot uitrekking wordt de veerconstante genoemd, zoals beschreven door de wet van Hooke.

Materialen[bewerken]

Een veer wordt vaak van een speciaal staal (verenstaal) gemaakt, maar ook kunststof of rubbersoorten worden veel toegepast. De vervormingen die een materiaal kunnen ondergaan en de neiging om naar de oorspronkelijke vorm terug te keren zijn bepalend.

Veren van zeer stijve en weinig vervormbare materialen (onder normale condities) zoals glas zal men weinig tegenkomen.

Van de verende eigenschappen van elastische materialen (kunststof) wordt ook vaak gebruikgemaakt. Hierbij moet men er rekening mee houden dat de elasticiteitsmodulus van kunststof niet constant is bij vervorming.

Toepassingen[bewerken]

Ideale veren[bewerken]

"Ideale veer" is een term voor veren welke geen kracht uitoefenen als hun lengte gelijk is aan nul. In een kracht-verplaatsingsdiagram zal de lijn precies door de oorsprong gaan. In de praktijk zijn veren niet ideaal omdat deze niet kunnen samentrekken tot een lengte van nul. Een ideale veer is wenselijk omdat deze zich gedraagt volgens de veerformule. Ideale veren worden gemaakt zodat er voorspanning in het materiaal aanwezig is en de veerkarakteristiek zodoende theoretisch door de oorsprong zal gaan.

Zie ook[bewerken]