壓縮彈簧壓簧
壓縮彈簧(壓簧)是承受向壓力的螺旋彈簧,它所用的材料截面多為圓形,也有用矩形和多股鋼縈卷制的,彈簧一般為等節(jié)距的,壓縮彈簧的形狀有:圓柱形、圓錐形、中凸形和中凹形以及少量的非圓形等,壓縮彈簧的圈與圈之間有一定的間隙,當(dāng)受到外載荷時(shí)彈簧收縮變形,儲(chǔ)存形變能。
彈簧多數(shù)在變應(yīng)力下工作,它的性能和使用壽命在很大程度上取決于材料的特性。選擇彈簧材料主要根據(jù)彈簧的工作條件、承受載荷的類型、是否受沖擊載荷及彈簧材料的許用應(yīng)力等因素確定,同時(shí)也應(yīng)考慮彈簧制造的工藝性。彈簧的材料必須具有較高的疲勞極限、屈服點(diǎn)和足夠的沖擊韌性。另外,對(duì)熱成形的彈簧還要求其材料有良好的淬透性、低的過熱敏感性和不易脫碳等性能。
常用的彈簧材質(zhì)有16種:
1.碳素彈簧鋼絲GB/T4357:強(qiáng)度高,性能好,用于各種非重要場(chǎng)景
2.琴鋼絲又叫重要用途碳素彈簧鋼絲GB/T4358:強(qiáng)度高、韌性好用于重要小彈簧,閥類彈簧
3.彈簧用不銹鋼絲YB/T11:耐腐蝕、耐高低溫用于腐蝕或高低溫條件下的小彈簧
4.閥門用油淬火回火碳素彈簧鋼絲GB4359:用于內(nèi)燃機(jī)閥門或類似用途彈簧
5.油淬火回火碳素彈簧鋼絲GB4360:用于普通機(jī)械用彈簧
6.油淬火回火硅錳彈簧鋼絲GB4361:用于高負(fù)荷彈簧如汽車懸掛
7.閥門用油淬火回火鉻硅彈簧鋼絲GB4362:用于較高溫度、高應(yīng)力、高疲勞強(qiáng)的閥門或其他場(chǎng)景
8.閥門用油淬火回火鉻釩彈簧鋼絲GB2271
9.硅錳彈簧鋼絲GB5218:強(qiáng)度高彈性好,用于較大的普通機(jī)械彈簧
10.鉻釩彈簧鋼絲GB5219:用于較高溫度下的彈簧
11.閥門用鉻釩彈簧鋼絲GB5220:用于較高溫度的內(nèi)燃機(jī)閥門彈簧
12.鉻硅彈簧鋼絲GB5221:用于較高溫度下的高應(yīng)力彈簧
13.硅青銅線GB3121:耐腐蝕防磁,用于機(jī)械儀表中的彈性元件
14.錫青銅線GB3124:耐磨、耐腐蝕、防磁用于機(jī)械儀表中的彈性元件
15.鈹青銅線GB3134:耐磨、耐腐蝕、防磁、導(dǎo)電用于機(jī)械儀表中的精密彈性元件
16.熱軋彈簧鋼GB1222:根據(jù)牌號(hào)用于各種普通機(jī)械場(chǎng)景
機(jī)電產(chǎn)品中主要用前3種:碳素彈簧鋼絲用25--80或40Mn--7OMn鋼制造;琴鋼絲用60-80或60Mn-7OMn鋼制造。彈簧用不銹鋼絲用1Crl8Ni9,OCrl9NilO,OCrl7Nil2Mo2,OCr17Ni18AI鋼制造。
設(shè)計(jì)人員壓簧拉簧設(shè)計(jì)計(jì)算中主要用的參數(shù)有:
切邊模量G:碳素彈簧鋼與琴鋼絲取8000kgf/mm2,彈簧用不銹鋼取7000kgf/mm2
彈簧線徑d:0.08-13mm,
彈簧中徑D:設(shè)計(jì)彈簧時(shí)螺旋線直徑
彈簧有效圈數(shù)n:(手冊(cè)中公式里常用這個(gè)值)
壓縮彈簧:設(shè)計(jì)人員三維建模出彈簧模型:數(shù)完整節(jié)距個(gè)數(shù)就是有效圈數(shù)
拉伸彈簧:設(shè)計(jì)人員三維建模出彈簧模型:有多少個(gè)完整圈數(shù)就是有效圈數(shù)
彈簧總?cè)?shù):有效圈數(shù)+彈簧兩端有效圈數(shù)以外的圈數(shù)(設(shè)計(jì)軟件中常用這個(gè)值)
彈簧變形量L:壓簧就是彈簧被壓縮了多少mm,拉伸就是彈簧被拉伸了多少mm
知道了這些參數(shù)結(jié)合:
彈力公式:F=[(G*d4)/(8*n*D3)]*L
(這個(gè)公式計(jì)算出的是彈簧在某一變形量下的彈力,單位是KGf,乘以g即9.8就是多少N)
一般情況下壓簧設(shè)計(jì)時(shí)用著一個(gè)公式就夠了
拉簧設(shè)計(jì)時(shí)工程圖中的力為:如上公式計(jì)算值+初張值
初張值公式為:πd4G/800D2
(彈簧的其他參數(shù)及計(jì)算公式等,我提供的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本彈簧設(shè)計(jì)[秦大同2013年編]這本書里有,這是很厲害的一本書,有了他壓簧、拉簧、扭簧、薄片簧、橡膠彈簧、氣彈簧等十幾種彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算都可以搞定)
有了彈簧彈力我們就可以出工程圖了:
在彈簧工程圖中劃出變形量與彈力三角圖,技術(shù)要求注明:1)旋向:右旋左旋2)總?cè)?shù)3)有效圈數(shù)4)端面情況5)精度等級(jí)國(guó)標(biāo)等
壓簧拉簧設(shè)計(jì)總結(jié):
實(shí)際設(shè)計(jì)過程中我們用的設(shè)計(jì)方法是:
1.先根據(jù)使用情況用三維軟件畫螺旋線及用空間草圖構(gòu)造出彈簧端面,然后掃描拉伸成彈簧
2.再用我提供的在線彈簧設(shè)計(jì)軟件網(wǎng)址為jxzlw.cn/th.html,設(shè)置已知參數(shù)計(jì)算彈簧力
3.然后應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)彈簧要求不高的情況我們根據(jù)空間結(jié)構(gòu)畫出三維,再用在線彈簧設(shè)計(jì)軟件計(jì)算彈力就完成設(shè)計(jì)。
應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)彈簧要求高的情況根據(jù)在線彈簧設(shè)計(jì)軟件的計(jì)算及彈簧的使用情況,不斷修正彈簧三維,以滿足我們的實(shí)際要求
4.最后用彈簧三維及在線彈簧設(shè)計(jì)軟件中的計(jì)算值出工程圖。彈簧就設(shè)計(jì)好了。