弹簧的基本认识

訓練課程教材,彈簧的基本認識,簡介,定義彈簧的分類材料方面的知識彈簧的表面處理,一.定義,彈簧就是利用材料的彈性和彈簧的結構特點.使它在產生或恢復變形時,能夠把機械功或動能轉變為變形能,或把變形能轉變為機械功或動能.正是由於彈簧的這種特性,使彈簧可用於機械產品的減震或緩沖、控制運動、貯存能量、測量力和扭矩,並可作為機械的動力.從廣義來講,凡是利用彈性的零件,如各种不同用途的彈性元件,都屬於彈簧的範圍.,二.彈簧的分類,彈簧的種類繁多,分類方法也有各種各樣,聊系到本公司的實際現作如下介紹:按材作如下介紹:金屬彈簧鋼制彈簧碳素鋼彈簧合金鋼彈簧不銹鋼彈簧銅合金彈簧彈簧非鐵金屬制彈簧鎳合金彈簧其它非金屬彈簧橡膠彈簧流體彈簧空氣彈簧液體彈簧合成樹脂彈簧其它,按形狀分,壓縮螺旋彈簧螺旋彈簧拉伸螺旋彈簧扭轉螺旋彈簧板彈簧單片板彈簧彈簧多片板彈簧有橢圓形、弓形、伸臂弓形和懸臂板彈簧等扭桿彈簧平面蝸卷彈簧(即游絲彈簧或稱盤簧)特種彈簧碟形彈簧環形彈簧彈簧墊圈蝸卷螺旋彈簧,三.針對本公司生產中最常見的以下四大類彈簧作簡單介紹,A.拉伸螺旋彈簧(拉簧)B.壓縮螺旋彈簧(壓簧)C.扭轉螺旋彈簧(扭簧)D.扭桿彈簧(扣具)拉簧1.定義:通過拉伸形變而產生回彈力工作的螺旋彈簧稱之為拉簧,一般由頭、中、尾三部分組成.,2.拉簧的基本知識:,角度:拉簧的角度指的是兩端鉤(耳)面的位置關系,兩鉤(耳)面平行即為180(圖A)或360(圖B),垂直即為90(圖C)或270(圖D),兩鉤(耳)與本體的連接:由於兩鉤(耳)從本體引出的位置不同分為歸中(中耳、圖A),歸邊(歸耳、圖B)和偏中(圖C)拉力:指簧在彈性形變範圍內而產生的抗拉伸力,用L=Xmm.F=Y.(KG或N)較嚴格有二到三檔拉力要求.拉力可用荷重機或彈簧稱來測量,彈簧密著越大,一般熱處理后拉力會有變化.,拉簧總長度的計算:整圈數+1(當有非整圈數時)線徑+兩耳外徑.有效圈數:即中部密著圈數.自由長:即總長減兩倍線徑.B.壓簧1.定義:通過壓縮形變而產生回彈力工作的螺旋彈簧稱之為壓簧.2.壓簧的基本知識:塔形(有大小兩外徑且由大到小均勻縮小,圖A)直筒(一個外徑,圖B)多直筒(二個或多個以上外徑,圖C),根據彈簧工作需要壓簧還可以設計成以下特點的彈簧.(1)座圈一般形(座圈圈數在半圈以內,圖a)(2)座圈多圈形(座圈圈數半圈或以上,圖b)(3)扒角形(兩端線頭往外扒在里圈上,圖c)(4)折角形(兩端線頭向里圈彎折一定的角度,圖d),自由長:(L)即長也稱之為自由高度(圖a)內徑(D):外徑減兩倍線徑(圖b,D，=D-2d)間距(L):圈與圈之間的距離(圖c)節距(Picht):相鄰兩圈線徑中心之間的距離,即節距(P)=間距(L)+線徑(d)(圖c).,研磨:為了便於彈簧擺平,將兩端做磨平的加工,一般四分之三為良性研磨.壓簧鋼度的計算:K=G.d4/(N.D3)d為線徑,n為有效圈數,d為彈簧是中心徑,g為橫彈性系數SWC7500-8000SWP8000-8300SUS7000-7500C.扭簧1.定義:通過扭轉形變而產生回彈力工作的螺旋彈簧稱之為扭轉螺旋彈簧,即扭簧.2.螺旋扭簧按形狀分為a.簡扭:只有一個角度即大角度(圖a)b.非簡扭:二個或以上角度(圖b)c.雙扭簧:有二個大角度(圖c)d.密圈扭簧:螺旋部分密.(圖d)e,疏圈扭簧:螺旋部份與圈之間有一定的距(圖e),角度:扭簧的角度是由一個或以上的大角度和若干小角度組成,(在上圖b中A為大角度B為小角度)為了避免斷裂除大角度以外,一般的角度都設計成一定的圓弧.即圓角.角度的大小可用投影機來測量,角度是定扭簧扭力的元素之一,具體要根據使用情況而定.扭力:扭力是由使用時效果來衡量的技術參數,即使用的效果體現在扭力上,對於已試用合格彈簧圖面影響扭力的技術參數的標示是保證使用效果理想的條件之一,而扭力又是由線徑、角度、有效圈數等技術參數來決定的.有效圈數:內長之圈數為有效圈數,(即中間的螺旋部份的圈數),d.扭桿彈(扣具)定義:與螺旋且通過扭轉而產生回彈力工作的彈,稱為扭扭桿彈簧(其中的一部份即為本廠生產的扣具)以下針對本廠生產的扣具作簡單的介紹用途:本廠生產的一般為固定鋁件散熱器,即鋁擠(CPU)所用.因使用需要大多數設計成有對稱性講究平面度的形式.扭力:從廣義上講扣具也屬於扭簧的範疇,即非螺旋扭簧,它的扭力也是由角度、線徑控制.通過平衡力的作用使扣具的扭力轉化成為扣住鋁擠的力量.角度:為了避免斷裂,扣具的角度除大角度以外,一般都要求有較大的圓弧(圖a)但也不能太大,太大在角度穩定性的控制上將較困難,圓弧內則半徑要大於線徑的一半.上公差在0.4mm以內為宜.,對稱度:部分扣具設計成對稱形式,在使用時要求它的對稱達到一定的程度,即兩對稱部分相對中間平面偏離在允許公差範圍內的一致(見圖b中A、B在公差允許範圍內相等)平面度:為了使扣具的某部分深入鋁擠,起到固定鋁擠的作用,要求扣具深入鋁擠由線條線成的平面達到一定的平面度,稱為扣具的平面度.平面度直接影響扣具的裝配.平面度的要求與鋁擠的設計有關一般線條越多越長組成的平面度的精密度越難以達到.我廠生產的扣具平面度一般要求通過線徑+0.1的檢測槽的檢測.,四.材料方面的知識:,彈簧的性能和使用壽命,在很大程度上取決於彈簧材料的選擇,因此對制造彈簧的材料的要求是有較高的彈性极限和疲勞強度,同時還要有嚇夠的韌性和塑性,但是由於彈簧的用途很廣,工作條件不同,所以在選擇彈簧材料時還應根據它的工作環境和對彈簧特性的要求而定.便如在腐蝕介質下使用的彈簧,就應選擇抗腐蝕性好的材料;精密儀表中起控制作用的彈簧則應要求其有長期穩定的性能;在電器儀表中的彈簧材料就應材料就應有高的導電性;而在高溫下工作的彈簧則要求材料在高溫下仍能滿足彈簧的特性要求等等.此外還應考慮到材料的工藝性、熱處理特點和生產成本等因素,因此在彈簧設計中應根據不同的使用條件,對材料的物理性能、化學性能、機械性能、抗腐蝕性能提出不同的要求.為此必須首先了解和彈簧特性有密切相關的一些材料特性.前面在彈簧的分類中提到金屬彈簧分為鋼制彈簧和非鐵金屬制彈簧.現根據我們的生產實際,重,點介紹一下使用得最多的碳素鋼材料和不銹鋼材料.由於材料的物理性能、化學性能、機械性能等方面的知識內容非常廣泛,理論層次較深.要掌握好這方面的知識,要學習相關專業書籍,現只能簡單介紹如下:1.材質的主要類別:錳彈簧鋼:常見65Mn碳釸錳彈簧鋼:即55Si2Mn等素鉻錳彈簧鋼:有50CrMn鋼鉻釩彈簧鋼:50CrVA系矽鉻彈簧鋼:60Si2CrA和60Si2CrVA列矽錳鎢彈簧鋼:60Si2MnWA鉻錳鎢彈簧鋼:30W4Cr2VA無鉻彈簧鋼:有55SiMnVB,55Si2MnMOV鉻錳硼彈簧鋼:日本牌SUP11,高碳鋼琴鋼線SWPA,SWPB,SWPC三種冷碳鋼絲中國牌65和75Mn軋日本牌SWA,SWB,SWC(拉)合金彈簧鋼中國牌:有50CrVA,60Si2MnA,彈55Si2MnA,60Si2MnWA簧日本牌:Cr-Si彈簧鋼兩種用美國牌:Cr-V彈簧鋼鋼不銹鐵日本奧氏體300系列美國馬氏體400系列中國3Cr13和4Cr13沉澱硬化不銹鋼AISI631(美國)SUS631(日本)2.常用材料的表示和特點:琴鋼線:(SteelWirePiano)SWP分三級:SWPA、SWPB、SWPV特點:質量好,耐疲勞強度好,熱處理后收縮.高碳鋼線:SWC(40C),SWB(60C),SWA(80C)分別為較高碳鋼,高碳鋼,极高碳鋼,硬度依次增強,熱處理后收縮.不銹鋼線:SUS304WPB,防銹好熱處理后會放大,分灰面和亮灰兩种.,鎳不銹鋼線:SUS加電鍍鎳(Ni),便於焊錫.鎳碳鋼線:SWIC,SWC加電鍍鎳(Ni),便於焊錫銅線:磷青銅線PBW相對彈性較好,鈹青銅,具有低的彈性后較和低的滯后特性.黃銅線,一般不能退火,小線彈簧可用在沸水中煮1H以除應力.鐵線:SWF彈性弱、硬度相對低.3.材料的凈重計算:D219.3(系數)D(中心徑)總圈1000(單位).4.熱處理對材料顏色的影響:碳鋼線:SWC顏色變化依次為,淺黃深黃黑褐深藍灰白SWP(琴鋼線)線黃深黃紫藍深藍淺藍灰白不銹鋼線(SUS):一般顏色不變,溫度偏高時顏色會變淡黃直至深黃.五.彈簧的表面處理:1.熱處理:一般成形好的彈簧須采用適當的溫度和對應的時間進行回火處理的過程稱為熱處理.其目的是消除內應力,使彈簧形狀固定,效用是使彈簧不易疲乏,使用壽命增,長熱處理使用設備較廣泛被采用的是PH-系列電熱處理爐(即回火爐).熱處理的溫度以及其對應時間根據材料線徑的不同而改變.具體可參照熱處理爐操作說明書的溫度時間對照表.,熱處