彈簧目 錄
返回目錄↑1、名詞解釋![]() 【名稱】:彈簧 彈簧的種類都有哪些: 彈簧是一種常用零件,是一種能儲存能量的零件,可用來減震,夾緊,儲能和測量等 . 返回目錄↑2、元件簡介![]() 彈簧是機械和電子行業(yè)中廣泛使用的一種彈性元件,彈簧在受載時能產(chǎn)生較大的彈性變形,把機械功或動能轉(zhuǎn)化為變形能,而卸載后彈簧的變形消失并回復原狀,將變形能轉(zhuǎn)化為機械功或動能。 彈簧其實是一種蓄能器,它有儲存能量的功能,但不能慢慢地把能量釋放出來,要實現(xiàn)慢慢釋放這一功能應該靠“彈簧+大傳動比機構(gòu)”實現(xiàn),常見于機械表。 普通圓柱彈簧由于制造簡單,且可根據(jù)受載情況制成各種型式,結(jié)構(gòu)簡單,故應用最廣。 主要功能①控制機械的運動,如內(nèi)燃機中的閥門彈簧、離合器中的控制彈簧等。 ②吸收振動和沖擊能量,如汽車、火車車廂下的緩沖彈簧、聯(lián)軸器中的吸振彈簧等。 ③儲存及輸出能量作為動力,如鐘表彈簧、槍械中的彈簧等。 ④用作測力元件,如測力器、彈簧秤中的彈簧等。彈簧的載荷與變形之比稱為彈簧剛度,剛度越大,則彈簧越硬。 分類![]() 按受力性質(zhì),彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧等。 按形狀可分為碟形彈簧、環(huán)形彈簧、板彈簧、螺旋彈簧、截錐渦卷彈簧以及扭桿彈簧等。 螺旋彈簧即扭轉(zhuǎn)彈簧,是承受扭轉(zhuǎn)變形的彈簧,它的工作部分也是密繞成螺旋形。扭轉(zhuǎn)彈簧的端部結(jié)構(gòu)是加工成各種形狀的扭臂,而不是勾環(huán)。扭轉(zhuǎn)彈簧常用于機械中的平衡機構(gòu),在汽車、機床、電器等工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用。 拉伸彈簧是承受軸向拉力的螺旋彈簧,拉伸彈簧一般都用圓截面材料制造。在不承受負荷時,拉伸彈簧的圈與圈之間一般都是并緊的沒有間隙。 壓縮彈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,當受到外載荷時彈簧收縮變形,儲存變形能。 扭力彈簧利用杠桿原理,通過對材質(zhì)柔軟、韌度較大的彈性材料的扭曲或旋轉(zhuǎn),使之具有極大的機械能。 漸進型彈簧 這種彈簧采用了粗細、疏密不一致的設(shè)計,好處是在受壓不大時可以通過彈性系數(shù)較低的部分吸收路面的起伏,保證乘坐舒適感,當壓力增大到一定程度后較粗部分的彈簧起到支撐車身的作用,而這種彈簧的缺點是操控感受不直接,精確度較差。 ![]()
![]() 線性彈簧線性彈簧從上至下的粗細、疏密不變,彈性系數(shù)為固定值。這種設(shè)計的彈簧可以使車輛獲得更加穩(wěn)定和線性的動態(tài)反應,有利于駕駛者更好的控制車輛,多用于性能取向的改裝車與競技性車輛,壞處當然是舒適性受到影響。 ![]() 返回目錄↑3、制造彈簧的制造材料一般來說應具有高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性及良好的熱處理性能等,常用的有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。 彈簧的制造方法有冷卷法和熱卷法。彈簧絲直徑小于8毫米的一般用冷卷法,大于8毫米的用熱卷法。有些彈簧在制成后還要進行強壓或噴丸處理,可提高彈簧的承載能力。 彈簧作為工業(yè)系統(tǒng)中的一個重要元件,有著很大的使用量,而且種類繁多,因此彈簧的制作從原始的手工制作,逐步走向自動化。在我國九十年以前,彈簧行業(yè)只有很少的專業(yè)生產(chǎn)彈簧的機械設(shè)備,隨著彈簧市場的越來越大,逐漸的專業(yè)彈簧設(shè)備企業(yè)也走進我國,如臺灣的東北彈簧機械(EN僑鼎),光弘(KHM)等逐漸占領(lǐng)了主流彈簧生產(chǎn)市場。東北的EN502萬能機,是采用專有的機械機構(gòu),方便快捷的生產(chǎn)各種彈簧,異型彈性元件。光弘的設(shè)備是生產(chǎn)壓簧和拉簧的高速設(shè)備。在國外也有很多專業(yè)彈簧設(shè)備制造商如瓦菲奧斯,MEC等。 不管設(shè)備技術(shù)如何更新,其生產(chǎn)的原理大同小異均是這樣生產(chǎn)的——由一對以上的壓線輪將線材送出,遇到成型模具,一步一步繞制或沖壓或彎折,產(chǎn)出各式各樣的彈簧。 返回目錄↑4、原理發(fā)現(xiàn)![]() 返回目錄↑5、生活應用![]() 大多數(shù)材料都有不同程度的彈性,如果將其彎曲,便會以很大的力量恢復其原形。在人類歷史上,一定很早就注意到樹苗和幼樹的樹枝有很大的撓性,因為許多原始文化利用這一特性,在特制的門后或籠子后楔上一根棍,或者用活結(jié)套在一根桿上向下拉;一旦松開張力,這根棍或桿就會往回彈。他們就用這種辦法來捕捉飛禽走獸。實際上,弓就是按這種方式利用幼樹彈性的彈簧;先向后拉弓,然后撒手,讓其回彈。中世紀時,這種想法開始出現(xiàn)在機械上,如紡織機、車床、鉆機、磨面機和鋸。操作者用手或腳踏板給出下壓沖程,將工作機械往下拉,這時用繩索固定在機械上的一根桿彈回,產(chǎn)生往復運動。 彈性材料的抗扭性不壓于它的抗撓性。希臘帝國時期(大概是公元前4世紀)發(fā)明了用搓成的腱繩或毛繩拉緊的扭簧,用以代替簡單的彈簧來加強石弩和拋石機的威力。這時人們開始認識到,金屬比木頭、角質(zhì)或任何這類有機物質(zhì)的彈性更大。菲洛(其寫作年代約為公元前200年)把它作為一項新發(fā)現(xiàn)來進行介紹。他估計讀者是難以置信的。凱爾特人和西班牙人的劍的彈性,引起了他的亞歷山大城的前輩的注意。為了弄清楚劍為什么有彈性,他們進行了許多實驗。結(jié)果他的師傅克特西比發(fā)明了拋石機,拋石機的彈簧是用彎曲的青銅板作成的——實際上是最早的片簧;菲洛本人又進一步改進了這些拋石機。富有創(chuàng)造性的克特西比在發(fā)明這種拋石機后,又想出了另一種拋石機—一它利用汽缸內(nèi)空氣在受壓的情況下產(chǎn)生的彈性工作。 在很久以后人們才想到:如果壓縮一根螺旋桿,而不是彎曲一根直桿,那么金屬彈簧儲存的能量就會更大。據(jù)伯魯涅列斯基的小傳記載,他制作過一口鬧鐘,其中使用了若干代彈簧。最近有人指出,在附有一些奇特的螺旋彈簧鐘表圖的15世紀末葉的一本機械手冊中有這架鬧鐘的圖樣。這類彈簧也用于現(xiàn)代的捕鼠器。帶圈簧(水平壓縮而不是垂直壓縮的彈簧)的鐘表,在1460年左右肯定已開始使用了,但基本上是皇室的奢侈品,大約又過了1個世紀,帶彈簧的鐘表才成為中產(chǎn)階級人士的標志。 返回目錄↑6、功能簡述
測量功能
在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(或收縮)跟外力呈正比。利用彈簧這一性質(zhì)制成彈簧秤。 緊壓功能觀察各種電器開關(guān)會發(fā)現(xiàn),開關(guān)的兩個觸頭中,必然有一個出頭裝有彈簧,以保證兩個出頭緊密接觸,是導通良好。如果接觸不良,接觸處的電阻變大,電流通過時產(chǎn)生的熱量變大,嚴重時還會是接觸處的金屬融化?ǹ跓纛^的兩個金屬柱都裝有彈簧也是為了接觸良好;至于螺口燈頭的中心金屬片以及所有插座的接插金屬片都是簧片,其功能都是使雙方緊密接觸,以保持到同良好。在何時磁帶中,有一塊磷青銅的簧片,利用它彎曲形變時產(chǎn)生的彈力使磁頭與磁帶密切接觸。在訂書機中有一個長螺旋彈簧它的作用一方面是頂緊釘書釘,另一方面是當最前面的釘被推出后,可以將后面的釘送到最前面以備釘舒適推出,這樣,就能自動的將一個個釘推到最前面,直到釘全部推出為止。許多機器自動供料,自動步槍中的子彈自動上膛都靠彈簧的這種功能。此外,象夾衣服的夾子,圓珠筆,鋼筆套上的夾片都利用彈簧的緊壓功能夾在衣服上。 復位功能彈簧在外力作用下發(fā)生形變,撤去外力后,彈簧就能恢復狀態(tài)。很多工具和設(shè)備都是利用彈簧這一性質(zhì)來復位的。例如,許多建筑物大門的合頁上都裝了復位彈簧人們進出后,門會自動復位。人們還利用這一功能制成了自動傘、自動鉛筆等用品,十分方便。此外,各種按鈕和按鍵也少不了復位彈簧。 帶動功能![]() 機械鐘表,發(fā)條玩具都是靠上緊發(fā)條帶動。當發(fā)條被上緊時發(fā)條產(chǎn)生彎曲形變,存儲一定的彈性勢能。釋放后,彈性勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽,通過傳動裝置帶動轉(zhuǎn)動。在玩具槍和發(fā)令槍和軍用槍支也是利用彈簧的之一性質(zhì)工作的。 緩沖功能在機車汽車車架與車輪之間裝有彈簧,利用彈簧的彈性來減緩車輛的顛簸。 振動發(fā)聲功能當空氣從口琴,手風琴中的簧孔中流動時,沖擊簧片,簧片震動發(fā)出聲音。 返回目錄↑7、串并聯(lián)問題串聯(lián):勁度系數(shù)關(guān)系 1/k=1/k1+1/k2 結(jié)論是彈簧越串越軟,越并越硬。 返回目錄↑8、規(guī)定畫法(1)在平行螺旋彈簧線的視圖上,各圈的輪廓線畫成直線。 返回目錄↑9、相關(guān)術(shù)語![]() (1)彈簧絲直徑d:制造彈簧的鋼絲直徑。 返回目錄↑10、彈簧的相關(guān)名詞
1.外徑(outside diameter):彈簧線圈的最大直徑,又稱大徑。
2.內(nèi)徑(inside diameter):彈簧線圈的最小直徑,又稱小徑。 3.節(jié)徑(pitch diameter):外徑與內(nèi)徑的平均直徑。 4.線徑(line diameter):彈簧線的直徑。 5.自由長度(free length):彈簧在不受外力時的全長。 6.總?cè)?shù)(total coils):彈簧由一端至另一端全部的螺旋圈數(shù)。 7.有效圈數(shù)(effective coils):用以支持負載時,能有效作用的螺旋圈數(shù)。 8.撓曲(deflection):彈簧受外力作用后的變形量。常以 X 表示。 9.彈簧常數(shù)(spring constant):彈簧受外力作用時,負載與變形量的比值常以載與變形量的比值。常以“K”表示。 10.彈簧指數(shù)(spring index):彈簧線圈的節(jié)徑與線徑的比值。 返回目錄↑11、彈簧的工作應力
影響工作應力大小的因素有:
1.彈簧承受負荷的形態(tài)。 2.材料成分及熱處理。 3.振動及沖力的效應。 4.腐蝕效應。 5.彈簧表面狀況 返回目錄↑12、松弛現(xiàn)象 (潛變現(xiàn)象)1.溫度升高:溫度升高,材料會產(chǎn)生膨脹與軟化現(xiàn)象,致使彈簧限度降低。 2.負荷增加:負荷增加,如果時間過長,則彈簧也會產(chǎn)生松弛現(xiàn)象簧也會產(chǎn)生松弛現(xiàn)象。 返回目錄↑13、殘留應力彈簧在卷制及熱處理過程中,都可能殘留些內(nèi)應力。疲勞限度材料受反復應力仍不致被破壞的最大限度,稱為疲勞限度。大部份的破壞是由疲勞所引起的,不良的表面是彈簧的最大缺點。當彈簧有瑕疵或裂縫時,受反復應力易生疲勞破壞。 返回目錄↑14、相關(guān)詞條
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