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2021-08
弹簧的六大功能
1.测量功能我们知道,在弹性限度内,精密弹簧的伸长(或收缩)跟外力成正比。利用弹簧这一性质制成弹簧秤。2.紧压功能观察各种电器开关会发现,开关的两个触头中,必然有一个出头装有弹簧,以保证两个出头紧密接触,是导通良好。如果接触不良,接触处的电阻变大,电流通过时产生的热量变大,严重时还会是接触处的金属融化。卡口灯头的两个金属柱都装有弹簧也是为了接触良好;至于螺口灯头的中心金属片以及所有插座的接插金属片都是簧片,其功能都是使双方紧密接触,以保持到同良好。在何时磁带中,有一块磷青铜的簧片,利用它弯曲形变时产生的弹力使磁头与磁带密切接触。在订书机中有一个长螺旋弹簧它的作用一方面是顶紧钉书钉,另一方面是当最前面的钉被推出后,可以将后面的钉送到最前面以备钉舒适推出,这样,就能自动的将一个个钉推到最前面,直到钉全部推出为止。许多机器自动供料,自动步枪中的子弹自动上膛都靠弹簧的这种功能。此外,象夹衣服的夹子,圆珠笔,钢笔套上的夹片都利用弹簧的紧压功能夹在衣服上。3.复位功能弹簧在外力作用下发生形变,撤去外力后,弹簧就能恢复状态。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来复位的。例如,许多建筑物大门的合页上都装了复位弹簧人们进出后,门会自动复位。人们还利用这一功能制成了自动伞、自动铅笔等用品,十分方便。此外,各种按钮和按键也少不了复位弹簧。4.带动功能机械钟表,发条玩具都是靠上紧发条带动。当发条被上紧时发条产生弯曲形变,存储一定的弹性势能。释放后,弹性势能转变为动能,通过传动装置带动转动。在玩具枪和发令枪和军用也是利用弹簧的之一性质工作的。5.缓冲功能在机车汽车车架与车轮之间装有弹簧,利用弹簧的弹性来减缓车辆的颠簸6.振动发声功能当空气从口琴,手风琴中的簧孔中流动时,冲击簧片,簧片震动发出声音。
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弹簧的结构分类
按受力性质,弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧,按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等,按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。普通圆柱弹簧由于制造简单,且可根据受载情况制成各种型式,结构简单,故应用最广。弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等,常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法,大于8毫米的用热卷法。有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理,可提高弹簧的承载能力。弹簧可以分为以下7类:1、螺旋弹簧即扭转弹簧,是承受扭转变形的弹簧,它的工作部分也是密绕成螺旋形。扭转弹簧端部结构是加工成各种形状的扭臂,而不是勾环。2、拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧。在不承受负荷时,拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。3、压缩弹簧是承受轴向压力的螺旋弹簧,它所用的材料截面多为圆形,也有用矩形和多股钢萦卷制的,弹簧一般为等节距的,压缩弹簧的形状有:圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形和少量的非圆形等,压缩弹簧的圈与圈之间会有一定的间隙,当受到外载荷的时候弹簧收缩变形,储存变形能。4、扭力弹簧利用杠杆原理,通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料扭曲或旋转,使之具有极大的机械能。5、渐进型弹簧,这种弹簧采用了粗细、疏密不一致的设计,好处是在受压不大时可以通过弹性系数较低的部分吸收路面的起伏,保证乘坐舒适感,当压力增大到一定程度后较粗部分的弹簧起到支撑车身的作用,而这种弹簧的缺点是操控感受不直接,精确度较差。6、线性弹簧,线性弹簧从上至下的粗细、疏密不变,弹性系数为固定值。这种设计的弹簧可以使车辆获得更加稳定和线性的动态反应,有利于驾驶者更好的控制车辆,多用于性能取向的改装车与竞技性车辆,坏处当然是舒适性受到影响。7、短弹簧短弹簧相比原厂弹簧要短一些,而且更加的粗壮,安装短弹簧,能够有效降低车身重心,减少过弯时产生的侧倾,使过弯更加稳定、顺畅,提升车辆弯道操控性。而原厂减震器的阻尼设定偏向舒适,所以短弹簧和原厂减震器在配合上不是很稳定,它不能够有效的抑制短弹簧的回弹和压缩,行驶在颠簸路面时,会有一种不适的跳跃感,长此以往,减震器的寿命会大大减短,而且还有可能出现漏油的情况。当然以上这些状况都是相对而言,日常行驶的话不会有这么严重的损坏,而且尽量不要激烈驾驶,毕竟原厂减震器承受不了高负荷的压力。
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日常中较常用的异形弹簧
异形弹簧,是弹簧诸多种类中较常用到的一类形状各异、功能不同、具有特殊用途的弹簧总称。近年来,工业的发展及需求对各种弹簧(异形弹簧)的要求越来越高,复杂程度也愈业愈大,电脑弹簧机(数控弹簧机)的应用在这方面的贡献是巨大的,做出的弹簧制品精准度高,生产效率快,更重要的是带动了整个弹簧行业不断的向前发展。异形弹簧,由于应用在不同的特殊场合、具有不同的特性作用和不同的形状等而被分为不同的种类和命名,下面是小使用较多的异形弹簧,其种类和功能编在工作中的一些经验累积,分享与大家。日常中作用可分为如下几种:1、异形弹簧之变径螺旋弹簧。变径螺旋弹簧主要应用在一些特殊场合,其弹簧一般多为圆截面材料,而且大都承受着压缩载荷。2、异形弹簧之片类弹簧。片类弹簧也称为片弹簧,其弹簧的材料多采用弹簧用带材(或板材),其工序是在专用设备或通用压力加工机床上,使用相应的模具加工出来的。由于片弹簧、波形簧、轻型弹簧的材料厚度较薄,故在工业中这类弹簧的用途很广泛。3、异形弹簧之矩形弹簧。矩形弹簧简称矩形簧,是在安装空间受到限制时,常采用矩形截面材料的弹簧。因这矩形弹簧可以在相同的空间和变形量下能够获得较大的承载负荷。矩形弹簧与圆截面材料的弹簧相比,在同等的空间条件下,矩形弹簧的截面面积大,故能够吸收的能量也就大,多用于重型机械、冲压模具或刚度特别大的弹簧。4、异形弹簧之碟形弹簧。碟形弹簧因尺寸小、重量轻,所以被广泛用于缓冲、避振等场合,同时也在冲压模具、阀类离合器紧固件以及大型工程机械上获得普遍应用。5、异形弹簧之中凸形螺旋压缩弹簧。由于这类弹簧的两端具有较小的簧圈,并能嵌入到中间簧圈之中,所以可获得较大的变形量。例如中凸型汽车制动器弹簧,此种弹簧平时一直处于并紧状态,当打开汽车阀门,弹簧就会恢复变形,带动制动器对汽车进行制动操作。又比如理发师在理发时用的推子,其原理跟这是一样的,都是能够在有效的空间里获得较大的变形量。6、异形弹簧之涡卷螺旋弹簧。涡卷螺旋弹簧又称涡卷簧,其作用和原理与圆锥螺旋弹簧的相似,它承受压力吸收而能较大的能量,但由于制造比较困难,仅用于当空间受限制的特殊情况下。7、异形弹簧之板弹簧。板弹簧一般是由单片或多片弹簧钢板叠加而成,具有缓冲和减振等性能特点。板弹簧有较强的缓冲和减振性能,日常是主要应用于汽车、拖拉机或铁道车辆的悬挂装置中。8、异形弹簧之不等节距螺旋弹簧。不等节距螺旋弹簧能够同时既满足弹簧变形量小时的刚度小,又能满足变形量大时的刚度大的要求,因些这种弹簧主要用在摩托车、小型客车的悬架弹簧和高速发动机气门弹簧等。9、异形弹簧之扭杆弹簧。扭杆弹簧的实质就是用一根受扭矩作用而用弹性材料制成的直杆,由于这种弹簧在单位体积内具有变形能量大的特点,日常中主要用在各种车辆的悬挂装置。10、异形弹簧之环形弹簧。环形弹簧又叫环形簧,是由带有内锥面的外圆环和带有外锥面的内圆环配合而成。其中,环形簧的内外圆环的对数是根据承受载荷的大小和变形的要求来决定。由于这种环形弹簧有较高的减振性能,主要用于重型设备和缓冲装置中弹簧上。11、异形弹簧之线弹簧。线弹簧是由具有弹簧的线材而根据不同的用处制造的各种弹簧,通常是用冷拔弹簧钢丝制造。由于线弹簧的截面多常为圆形,其载荷没有方向性的限制,同时又在各个方向都具有相同的抗弯刚度,因此这种线弹簧多用于载荷较小、对负荷特性没有严格要求的场合。12、异形弹簧之蛇形弹簧。蛇形弹簧又名蛇形簧,主要是因其弹簧的形状曲折如蛇而命名,按其形状又可分为“Z”形和“S”形弹簧等。这种弹簧主要广泛用于汽车座垫,故被称为座椅弹簧。异形弹簧是日常生活中得到了极其广泛的应用,其作用是不可替代的,但其贡献得归功于电脑弹簧机的发展。目前电脑弹簧机(数控弹簧机)技术的发展,能够打制出各种工业所需的弹簧,具有较高的精准度、生产效率高、调试方便、操作简单等特点,被越来越多的加工生产厂家所采用。
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对弹簧钢的热处理技术知识阐述
弹簧使用寿命提高对于承受大冲击载荷的铁路、轧机弹簧等,经M淬火后使用时主要失效形式为:装配时内套开裂,使用过程中受冲击外圈挡边掉块、内圈碎裂,而等温淬火弹簧由于冲击韧性好、表面压应力,无论装配时内套开裂,还是使用过程中外套挡边掉块、内套碎裂倾向性大大减小,且可降低滚子的边缘应力集中。因此,经等温淬火后比M淬火后平均寿命及可靠性提高。根成型方法弹簧钢的制造可以分为冷成型和热成型(又称强化后成型和成型后强化)两类。一、冷成型弹簧钢的热处理压缩弹簧厂家提示您对于小型弹簧,如丝径小于8毫米以下的螺旋弹簧或弹簧钢带等,可以在热处理强化或冷变型强化后成型,即用冷拉丝冷卷成型。冷拔钢丝具有较高的强度,这是利用冷拔变形事钢产生加工硬化而获得的。冷拔弹簧钢丝按其强化工艺不同可分为三种情况:(1)扭转弹簧厂家提示您铅浴等温淬火冷拔钢丝就是将盘条先冷拉到一定尺寸,在加热到Ac3+80~100奥氏体化后,在450~550铅浴中等温淬火已得到细片状珠光体组织然后多次冷拔到所需的直径。通过调整钢种碳量和冷拔型变量(型变量可达85~90%),以的到高强度和一定塑性的弹簧钢丝。这种铅淬拔丝处理实际上是一种变形热处理,即珠光体想变后形变,可使钢丝强度达到3000MPa左右。(2)冷拔钢丝。这种钢丝主要是通过冷拔变形而得强化,但与铅淬冷拔钢丝不同,它是在冷拔工序中间加入一道约680度中间球化退火而改善塑性,使钢丝得以继续冷拔到所需的最终尺寸,其强度比铅淬冷拔钢丝强度低。(3)淬火回火钢丝:这种钢丝是在冷拔到最终尺寸,再经淬火加中温回火强化,最后冷卷成型的。此种强化的缺点是工艺较复杂,而比铅淬冷拔钢丝强度低。经上述三种方法强化的钢丝在冷卷成型后必加一道低温回火工艺,其回火温度为250~300,回火时间1小时。异形弹簧厂家提示您低温回火的目的是消除应力,稳定尺寸,并提高弹性极限。实践中发现已经过强化处理的钢丝在冷卷成型后弹性极限往往并不高,这是因为冷卷成型将是易动为错数量增多,且因为包申格效应引起起始塑变抗力降低。因此在冷卷成型后必须进行一次低温回火,已造成多变化过程,提高弹性极限。二、热成型弹簧的热处理拉伸弹簧厂家提示您热成型弹簧一般是将淬火与热成型结合起来,即加热温度略高于淬火温度,加热后进行热卷成型,然后利用余热淬火,最后进行350~450度的中温回火,从而获得回火屈氏体组织。这是一种形变热处理工艺,可有效地提高弹性极限和疲劳寿命。一般汽车上大型板弹簧均采用此方法。对于中性螺旋弹簧也可以在冷下成型,而后进行淬火和回火处理。开平市腾煌五金有限公司示您为了进一步发挥弹簧钢的性能潜力,在弹簧热处理时应注意以牺牲三点:(1)弹簧钢多为硅锰钢,硅有促进脱碳的作用,锰有促进晶粒长大的作用。表面脱碳和晶粒长大军事刚的疲劳强度大大下降,因此加热温度、加热时间和加热介质均应注意选择和控制。如采用盐炉迅速加热及在保  护气氛条件下进行加热。淬火后应尽快回火,以防止延迟断裂发生。(2)回火温度一般为350~450度。若钢材表面状态良好(如经磨削),应选用低限温度回火;反之可用上限温度回火,以提高钢的韧性,降低表面缺陷的敏感性。(3)弹簧钢含硅量较高,钢材在退过程中易产生石墨化,对此必须引起重视。一般钢材进厂时要求检验石墨的含量。
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模具弹簧的表面处理技术与注意事项
模具是工业生产的主要工艺装备。现代工业产品的发展和技术水平的提高,很大程度上取决于模具工业的发展水平。近几年,自动化程度的提高使国外模具迅速发展。和很多制造业境况类似,我国虽是模具生产大国,却过不是模具制造强国。对与于模具相配的弹簧,此细节却也是成就品质的关键。其表面处理工艺的优劣,直接影响整套模具的使用性能。彩色漆面涂层,功能美观集一身弹簧表面采用各种漆层来代作识别,如轻小荷重用黄色漆表示;轻荷重用蓝色漆表示;中荷重用红色漆表示;极重荷重用咖啡色漆表示;性能分析:好的漆层来配套弹簧表面处理,可谓一举两得,用颜色来标识各种技术参数,方便工业生产操作,而且使弹簧表面的防腐性能得以更好的保证。目前成功使用上述方式的主要厂家多在国外,尤其以日本居多。在国内,此还只有小部分厂家效访,目前主要是一些固定的技术要求,如采用进口材料而达到国外水平外,但整个弹簧表面处理效果却明显存在差距。国内一般用人工喷漆,外观会出现流挂、漏喷、结合不好,防锈能力差。本身的工艺局限性造成大量的产品要脱漆返工。国外采用的是电泳漆,在水溶性的漆槽内,把工件做阴极,施加一定的电压和时间,便可在弹簧的所有表面形成厚度均匀的漆层,然后清洗烘干便可。其外观清洁光亮,无颗粒,无露底现象,结合力好不易脱落,硬度好有3-4H,如果采用英国LVH公司聚氨酯阴极电泳漆,则其柔软性相当好。操作环境无浓的溶剂味,对空气污染少,废水处理排放流程简易,只要调节PH沉降电泳漆的树脂,然后排放清水。用于弹簧油漆层的油漆(1)沥青漆沥青漆具有良好的耐水、防潮、耐蚀性,特别有优异是耐酸性和良好的耐碱性。但附着力、机械强度、装饰性差。(2)酚醛漆酚醛漆分为底漆与面漆两种,酚醛底漆附着力强,防锈性能好,但漆膜机械强度及光泽性差。酚醛面漆漆膜坚硬,光泽性好,但耐气候性较差,漆膜易变黄。(3)醇酸漆醇酸漆漆膜坚韧,附着力强,机械性能好,有极好的光泽,良好的耐久性并具有一定的耐油、绝缘性能。其缺点是表面干结快而粘手时间长,易起皱、不耐水、不耐碱。(4)环氧漆环氧漆附着力极强,硬度高,且韧性好,耐屈挠、耐冲击、硬而不脆,对水、酸、碱及许多有机溶剂都有极好的抵抗力,特别以耐碱更为突出。其缺点是表面粉化快,溶剂选择性大。水溶性环氧漆用于电泳涂漆。在一般情况下,油漆层既可以单独使用,又可以作为磷化后的着色剂。有时,有些弹簧为了按载荷分成等级,也涂喷不同颜色油漆来加以区别。具体选用何种类型及牌号的油漆,应根据工作环境而定。必要时,应在弹簧图样中注明。
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关于弹簧的设计和计算
一、弹簧按工作特点分为三组(1)、受动负荷(即受力忽伸忽缩,次数很多)的弹簧,而且当弹簧损坏后将引起整个机构发生故障。例如,发动机的阀门弹簧、摩擦离合器弹簧、电磁制动器弹簧等。(2)、受静负荷或负荷均匀增加的弹簧,例如安全阀和减压阀的弹簧,制动器和传动装置的弹簧等。(3)、不重要的弹簧,例如止回阀弹簧手动装置的弹簧,门弹簧和沙发弹簧等。二、按照制造精度分为三级1级精度:受力变形量偏差为±5%的弹簧,例如调速器和仪器等需要准确调整的弹簧。2级精度:受力变形量偏差为±10%的弹簧,例如安全阀、减压阀和止回阀弹簧,内燃机进气阀和排气阀的弹簧。3级精度:受力变形量偏差为±15%的弹簧,不要求准确调整负荷的弹簧,象起重钩和缓冲弹簧、刹车或联轴器压紧弹簧等。三、弹簧材料和允许工作应力的确定材料分类和性能,根据化学成分来分,弹簧钢大致分为几种,它的性能如下:优质碳素钢(例如正、中、高级碳素弹簧钢丝)是廉价的弹簧钢,有相当好的耐疲劳强度。但是,如果含碳太高,在热处理时表面容易脱碳。此外,它不能在大于120°C的温度下正常工作。低锰钢(例如60Mn)价廉、脱碳少,但淬火后容易产生裂缝和热脆。硅钢(例如60Si2Mn)来源比较广,容易热处理,可淬性高,缺点是表面容易脱碳,而且容易石墨化。铬钒钢(例如50CrVA)是耐疲劳和抗冲击最好的弹簧钢,有很高的机械性能,并能在400°C以下工作,但价格比较贵,使用上受到限制。不锈钢、青铜或锡锌青铜,有耐腐蚀的特点,所以在化学工业中多数都采用这种材料的弹簧,但是由于青铜类的材料不易热处理和机械性能差,所以一般机械都尽量避免采用这种弹簧材料。在卷绕工艺上,弹簧材料可分为下面两种:一种是冷绕的弹簧材料、当钢丝直径d≤8毫米时,一般都采用冷绕,因为有些弹簧钢丝经制造厂用特殊方法热处理后冷拉而成(例如琴钢丝或正、中、高级碳素弹簧钢丝)强度很高,冷绕后不必再淬火,但必须进行低温回火,以消除内应力(青铜丝也要采用冷绕后进行低温回火)。但是有的弹簧钢丝(例如60Si2Mn)在出厂的时候没有经过热处理,冷卷成弹簧后,必须进行淬火和回火。另一种是热卷弹簧材料、凡钢丝直径d>8毫米的,或弹簧指数C特别小的弹簧,或者是某些合金弹簧钢丝(例如60Si2Mn、50CrVA等),直径虽然不很大,但由于钢丝太硬,不容易冷绕,也应该用热绕的方法制成弹簧,然后再进行淬火和回火。
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