弹簧的基本认识

1、 彈簧的基本認識瑞元彈簧企業股份有限公司營業部 楊瑞導彰化市牛埔里一德南路33之18號http:/.twE-mail:內容介紹: 1.彈簧的分類 2.彈簧常用的材料 3.彈簧的計算公式 4.彈簧的製造加工過程 5.彈簧品質管控 6.荷重測試 7.彈簧常見的問題點說明一.彈簧的分類1.彈簧的簡介 所謂彈簧，係利用金屬、橡膠、空氣等所具有的彈性，做成可有效利用此彈性的構造。 2.依彈簧所具有的機能特性分類:機能使用例子靜性彈簧1.測量力的大小彈簧秤2.施加荷重安全閥彈簧3.積蓄能量以後，再予以放出鐘錶的發條4.防止晃動壓力計、針盤量規等減輕齒輪齒隙所致的晃動動性彈簧1.緩和振動能車箱用懸架彈簧2.

2、緩和衝動能車輛用連結器、昇降機的緩衝彈簧3.具有復原性閥簧、調速機彈簧等3、依使用材料分類:彈簧彈簧碳鋼彈簧碳鋼彈簧橡 膠 彈 簧橡 膠 彈 簧非金屬彈簧非金屬彈簧金 屬 彈 簧金 屬 彈 簧非鐵金屬彈簧非鐵金屬彈簧流 體 彈 簧流 體 彈 簧鋼彈簧鋼彈簧合成樹脂彈簧合成樹脂彈簧其他其他銅 合 金 彈 簧銅 合 金 彈 簧合 金 鋼 彈 簧合 金 鋼 彈 簧鎳 合 金 彈 簧鎳 合 金 彈 簧其他其他液體彈簧液體彈簧空氣彈簧空氣彈簧積 層 材 彈 簧積 層 材 彈 簧4.依形狀分類： 筍形彈簧、渦形彈簧、環形彈簧 薄形彈簧、碟形彈簧、墊圈彈簧 疊板彈簧、扭轉彈簧、扭桿彈簧 鋸齒型彈簧、扣環、二

3、.常用的彈簧材料：品名品名 記號記號規 格 號 碼規 格 號 碼用用 途 （ 參 考 ）途 （ 參 考 ）硬度硬度（HRC）使用容許使用容許溫度溫度一一般般用用耐耐熱熱耐耐蝕蝕耐耐疲疲勞勞導導電電硬鋼線硬鋼線SWC 80CJIS G 35213152120 鋼琴線鋼琴線SWP-ASWP-BJIS G 35224160120 彈簧用油回火碳鋼線彈簧用油回火碳鋼線SWOJIS G 35604255120 閥用油回火矽鉻鋼線閥用油回火矽鉻鋼線SWOSC-VJIS G 35664855245 閥用油回火鉻釩鋼線閥用油回火鉻釩鋼線SWOCV-VJIS G35654155220 彈 簧 用 不 銹 鋼 線

4、彈 簧 用 不 銹 鋼 線SUS304JIS G43143545290 SUS3163545290 SUS631J13857340 鍍鎳硬鋼線鍍鎳硬鋼線SW-ND-C3152120 1.鋼琴線線徑公差及偏徑差：線徑線徑容許差容許差偏徑差偏徑差0.180.18以下以下/ / 0.0050.005 -超過超過0.18-0.450.18-0.45/ / 0.0100.0100.0100.010以下以下超過超過0.45-1.800.45-1.80/ / 0.0150.0150.0150.015以下以下超過超過1.80-3.201.80-3.20/ / 0.0200.0200.0200.020以下以下超

5、過超過3.20-6.003.20-6.00/ / 0.0300.0300.0300.030以下以下超過超過6.006.00/ / 0.0500.0500.0500.050以下以下單位單位 1.硬鋼線線徑公差：線徑線徑容許差容許差0.100.10以下以下/ / 0.0050.005超過超過0.10-0.200.10-0.20/ / 0.0100.010超過超過0.20-0.500.20-0.50/ / 0.0150.015超過超過0.50-1.000.50-1.00/ / 0.0200.020超過超過1.00-2.001.00-2.00/ / 0.0300.030超過超過2.00-3.202.0

6、0-3.20/ / 0.0400.040超過超過3.20-5.503.20-5.50/ / 0.0500.050單位單位 1.不銹鋼線徑公差及偏徑差：線徑線徑容許差容許差偏徑差偏徑差0.080.08-0.18mm-0.18mm/ / 0.0050.005 -超過超過0.18-0.450.18-0.45/ / 0.0100.0100.0100.010以下以下超過超過0.45-1.800.45-1.80/ / 0.0150.0150.0150.015以下以下超過超過1.80-3.201.80-3.20/ / 0.0200.0200.0200.020以下以下超過超過3.20-7.003.20-7.0

7、0/ / 0.0300.0300.0300.030以下以下超過超過7.007.00-12.00mm-12.00mm/ / 0.0500.0500.0500.050以下以下單位單位 三、彈簧荷重計算： 1.（壓縮彈簧） 彈簧定數彈簧定數 k = 應力應力 G.d48D3 3Na KK K K + +8DPd34c-44c-10.615cP = k P = k 荷重荷重 2.拉伸彈簧計算式： 彈簧定數彈簧定數 k = 應力應力 G.d48D3 3Na KK8DPd3P = k P = k Pi Pi 荷重荷重初張力初張力PiPid4G800D2= =d38D03.3.扭力彈簧計算式：扭力彈簧計算式

8、： 扭力係數扭力係數 KT=EKT=E d d4 4/64/64 NaNa D/180D/180 (kgf-mm)(kgf-mm) 力矩力矩 M=M=扭力係數扭力係數(KT)(KT) 角度角度( () 力量力量 P=P=力矩力矩(M)/(M)/力臂長力臂長4.彈簧設計用之記號記號記號名稱名稱單位單位d d材料線徑材料線徑mmmmD D平均徑平均徑mmmmNaNa有效卷數有效卷數L L自由長自由長mmmmM M密著長密著長mmmmG G橫彈性系數橫彈性系數Kgf/mmKgf/mm2 2P P荷重荷重kgf/mmkgf/mm2 2k k定數定數kgfkgf/mm/mm（修正）應力（修正）應力kgf

9、kgf/mm/mmPiPi初張力初張力kgfkgfK K應力修正係數應力修正係數c c指數指數 D/dD/d5.橫彈性係數、縱彈性係數 材材 質質 橫彈性係數橫彈性係數 G G值值(kg/mm(kg/mm2 2) 縱彈性係數縱彈性係數 E E值值(kg/mm(kg/mm2 2) ) 彈簧鋼彈簧鋼SUPSUP 8X108X103 3 21X1021X103 3 鋼琴線鋼琴線SWPSWP 8X108X103 3 21X1021X103 3 油回火線油回火線SWOCSWOC 8X108X103 3 21X1021X103 3 硬鋼線硬鋼線SWCSWC 8X108X103 3 21X1021X103

10、3 不鏽鋼線不鏽鋼線SUS631SUS631 7.5X107.5X103 3 21X1021X103 3 不鏽鋼線不鏽鋼線SUS316SUS316 7X107X103 3 19X1019X103 3 不鏽鋼線不鏽鋼線SUS304SUS304 7X107X103 3 19X1019X103 3 不鏽鋼線不鏽鋼線SUS302SUS302 7X107X103 3 19X1019X103 3 仳銅線仳銅線 4.5X104.5X103 3 13X1013X103 3 磷青銅線磷青銅線 4.3X104.3X103 3 10X1010X103 3 黃銅線黃銅線 4X104X103 3 10X1010X103

11、 3 白銅線白銅線 4X104X103 3 11X1011X103 36.壓縮彈簧計算例子 ： 不鏽鋼線材，線徑不鏽鋼線材，線徑1.201.20，外徑，外徑1515，有，有效卷數效卷數7 7卷，總卷數卷，總卷數9 9卷，自由長度卷，自由長度2222，端面不研磨，請試算壓縮至長度端面不研磨，請試算壓縮至長度1010時之時之荷重。荷重。 k=7000k=7000* *1.21.24 4/8/8* *7 7* *13.813.83 3=14515.2/147172.032=14515.2/147172.032=0.0986=0.0986P=0.0986P=0.0986* *(22-10)=1.183

12、2 (kgf/(22-10)=1.1832 (kgf/2 2) )7.拉伸彈簧計算例子： 琴鋼線線材，線徑琴鋼線線材，線徑0.80.8，外徑，外徑8 8，內徑，內徑6.46.4，有效卷數有效卷數2222卷，自由長度卷，自由長度32.1232.12，請試算拉伸，請試算拉伸至至4040時之荷重。時之荷重。k=8000k=8000* *0.80.84 4/8/8* *2222* *7.27.23 3=3276.8/65691.648=0.0499=3276.8/65691.648=0.0499Pi=3.14Pi=3.14* *0.80.84 4* *8000/8008000/800* *7.27.2

13、2 2=10289.152/41472=10289.152/41472 = 0.248= 0.248 P=0.00.641499P=0.00.641499* *(40-32.12)+0.248=0.641 (kgf/(40-32.12)+0.248=0.641 (kgf/2 2) )8.扭轉彈簧計算例子：不銹鋼扭力彈簧，線徑不銹鋼扭力彈簧，線徑1.21.2，外徑，外徑8.208.20，有效卷數有效卷數5 5捲，力臂長捲，力臂長1616，請試算扭轉，請試算扭轉4545度時所需之扭力。度時所需之扭力。KT=EKT=E d4/64d4/64 NaNa D/180D/180 =18500=18500

14、1.21.24 4/64/64 5 5 7/1807/180 3.143.14=0.2987=0.2987M=M=扭力係數扭力係數(KT)(KT) 角度角度() =0.2987 =0.2987 45=13.441545=13.4415P=P=力矩力矩(M)/(M)/力臂長力臂長=13.4415=13.4415 16=0.840 (Kgf16=0.840 (Kgf-mm)-mm)9.9.各項彈簧容許公差：各項彈簧容許公差：項項 目目3D/d88D/d15D/d15平均徑平均徑 ( D ) 1.5% ( 1.5% ( 最小值最小值 0.15 )0.15 ) 2% ( 2% ( 最小值最小值 0.2

15、5 )0.25 ) 3% ( 3% ( 最小值最小值 0.4 )0.4 )自由長自由長 ( L ) 2% ( 2% ( 最小值最小值 0.4 )0.4 ) 3% ( 3% ( 最小值最小值 0.5 )0.5 ) 4% ( 4% ( 最小值最小值 0.8 )0.8 )彈簧係數彈簧係數 ( K ) 6%6% 8%8% 10%10%荷荷 重重 ( P )荷重公差荷重公差( kg )/( kg )/彈簧係數彈簧係數( kg/mm )( kg/mm )上記自由長公差上記自由長公差( mm ) ( ( mm ) ( 最小值最小值 5% )5% )拉伸彈簧容許公差拉伸彈簧容許公差項項 目目4D/d88D/d

16、15D/d15平均徑平均徑 ( D ) 1.5% ( 1.5% ( 最小值最小值 0.15 )0.15 ) 2% ( 2% ( 最小值最小值 0.2 )0.2 ) 3% ( 3% ( 最小值最小值 0.3 )0.3 )自由長自由長 ( L ) 2% ( 2% ( 最小值最小值 0.5 )0.5 ) 3% ( 3% ( 最小值最小值 0.7 )0.7 ) 4% ( 4% ( 最小值最小值 1.0 )1.0 )彈簧係數彈簧係數 ( K ) 6%6% 8%8% 10%10%荷荷 重重 ( P )荷重公差荷重公差( kg )/( kg )/彈簧係數彈簧係數( kg/mm )( kg/mm )上記自由長

17、公差上記自由長公差( mm ) ( ( mm ) ( 最小值最小值 8% )8% )壓縮彈簧容許公差壓縮彈簧容許公差9.9.各項彈簧容許公差：各項彈簧容許公差：扭簧容許公差扭簧容許公差項項 目目4D/d88D/d15D/d15平均徑平均徑 ( D ) 1.5% ( 1.5% ( 最小值最小值 0.15 )0.15 ) 2% ( 2% ( 最小值最小值 0.2 )0.2 ) 3% ( 3% ( 最小值最小值 0.3 )0.3 )扭轉角扭轉角 ( ) 0.9Na0.9Na ( (最小值最小值 3 3 ) ) 1.1Na1.1Na ( ( 最小值最小值 4 4 ) ) 1.5Na1.5Na ( (最

18、小值最小值 6 6 ) )扭扭 距距 ( M ) 扭距公差扭距公差(kgmm(kgmm)/)/彈簧定數彈簧定數(kgmm(kgmm/deg)/deg)上記扭轉角度公差上記扭轉角度公差(deg)(deg)(最小值最小值 5% )5% )四.彈簧的製造加工過程： 1.壓縮彈簧之加工過程：繞卷繞卷低溫回火低溫回火珠擊珠擊預壓預壓端面研磨端面研磨表面處理表面處理表面處理表面處理表面處理表面處理低溫回火低溫回火預壓預壓2.拉伸彈簧加工過程：繞卷繞卷鉤部成型鉤部成型表面處理表面處理繞卷繞卷低溫回火低溫回火低溫回火低溫回火表面處理表面處理鉤部成型鉤部成型低溫回火低溫回火3.壓縮彈簧成型機台：4.拉伸彈簧成型機台：5.扭轉彈簧成型機台：6.彈簧成型周邊產品： 自動送線架自