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弹簧是一种储存能量的零件

关键词:橡胶弹簧发布时间:2018-12-04 10:25浏览次数:

弹簧是一种储存能量的零件,主要有以下几种功能。

1)控制机械的运动:如内燃机中的阀门弹簧,制动器、离合器上的弹簧等。

2)吸取振动及冲击能量:例如车辆的缓冲弹簧、联轴器中的弹簧等。

3)测力:如弹簧秤、测力计中的弹簧等。

4)储蓄能量:如钟表中的弹簧等。

一、弹簧的种类。

1)按受力情况分主要有拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧四种。

2)按结构形状弹簧又分为螺旋弹簧、蝶形弹簧、环形弹簧、板弹簧、盘簧(平面涡卷弹簧)等。

3)按材料分,有金属弹簧、非金属的空气弹簧、橡胶弹簧等;

螺旋弹簧有拉伸弹簧、压缩弹簧和扭转弹簧。

碟形弹簧和环形弹簧都属于压缩弹簧,能够承受较大的冲击,缓冲吸振能力较强,多用于缓冲弹簧。碟形弹簧常用于重型机械和飞机中作为强力缓冲和减振弹簧。

板弹簧是由多层长度不同的钢板叠合而成,主要承受弯矩,缓冲减振的能力较强。多用于火车、汽车的减振装置。

盘簧为扭转弹簧。由于圈数较多,储存能量大,多用于钟表、仪器中的储能元件。

二、弹簧的材料:

为了确保弹簧在冲击载荷或变载荷作用下安全可靠地工作,弹簧材料必须具有较高的弹性极限和疲劳极限,同时还应具有良好的韧性及热处理性能。

常用材料有:碳素弹簧钢丝、合金弹簧钢丝、弹簧用不锈钢丝及铜合金等,也有一些非金属材料(如塑料、橡胶等)弹簧。在弹簧钢标准GB/T 1222-2007 中共有15个钢种,其中碳素钢3种,锰钢1种,硅锰钢4种,含硼钢1种,铬锰钢3种,硅铬钢、铬钒钢和钨铬钢各1种。

碳素弹簧钢丝价格便宜,原材料来源方便,规格齐全,一般情况下应优先选用;合金弹簧钢丝,加入了合金元素,提高了钢的淬透性,改善了钢的机械性能,常用于钢丝直径较大、受冲击载荷的情况;不锈钢或铜合金宜用于防腐、防磁等条件下工作的弹簧。

选择弹簧材料时,应综合考虑弹簧的功用、重要程度及工作条件,同时还要考虑其加工、热处理工艺和经济性等因素。如无导电要求,最好不选铜合金。在酸、碱类腐蚀性介质下工作的弹簧一般选用不锈耐酸钢或镍合金等耐蚀材料。在一般工况下使用的弹簧选用普通弹簧钢,成型后以镀锌、镀镉或镀铜等方法防蚀。弹簧合金价格昂贵,如非特殊耐蚀环境应尽量避免选用。

三、弹簧的制造:

制造工艺过程包括:卷绕、两端加工(指压簧)或挂钩的制作(指拉簧和扭簧)、热处理和工艺试验。

弹簧的卷绕方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径在8mm以下的用冷卷法,直径大于8mm的用热卷法。冷态下卷制的弹簧用冷拉的、经预热处理的优质碳素弹簧钢丝,卷成后一般不再经淬火处理,直径低温回火以消除内应力。在热态下卷制的弹簧卷成后必须经过热处理,通常进行淬火和回火处理。

弹簧制成后,如再进行强压处理,可提高承载能力。强压处理是指将弹簧预先压制到超过材料的屈服极限,并保持一段时间后卸载,使簧丝表面层产生与工作应力方向相反的残余应力,受载时可抵消一部分工作应力,可提高弹簧的承载能力。强压处理后不允许再进行任何热处理。
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