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機械社區

標題: 關于圓柱螺旋壓縮彈簧的問題 [打印本頁]

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作者: 裝裝    時間: 2012-11-26 10:34
標題: 關于圓柱螺旋壓縮彈簧的問題
以前做過幾次小的壓縮彈簧缸，雖然行程能夠達到要求，但彈回時的距離總是小于工作時的壓縮量，猜下來之后發現彈簧的自由高度比沒有使用前變小了。是彈簧的材料沒有達到 要求？還是自身設計的有問題？希望專家們給幫忙指點一下。

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作者: 619341834    時間: 2012-11-26 13:07
很明顯，你把工件的負載，摩擦等等因素忽略了。這類問題不影響設計，只要在自由高度內，都是可以的。

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作者: 周benbendage    時間: 2012-11-26 13:16
不排除材料問題的影響，但我個人感覺還是有設計缺陷在里面。
7 l$ p6 |# |5 |- P
液壓缸的回位彈簧設計時要是留點冗余可能會很方便的解決你的問題，即裝配時就不要使用自由高度，而是讓彈簧有適量預緊就可以了。

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作者: 裝裝    時間: 2012-11-26 16:46

周benbendage 發表于 2012-11-26 13:16
不排除材料問題的影響，但我個人感覺還是有設計缺陷在里面。
" V- i- r; |$ ^: ^- L
" k* h5 R% [' W' E, H液壓缸的回位彈簧設計時要是留點冗余可能會 ...

我也是設計了預壓緊量了，預壓力取的1MPa.

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作者: 害怕伏櫪    時間: 2012-11-27 06:37


樓主的問題是因為彈簧負荷太大，變形量超過極限值。另外，彈簧的熱處理不好，彈簧鋼絲性能沒有達到設計值。
樓主的圖紙，彈簧有如下數據：
鋼絲直徑6
彈簧中徑40
8 f  t7 H' d8 P0 Q# n工作圈數12.5
6 L! I: ?2 Y3 R  F" O  c總圈數14.5
' ]* x6 S6 K" o- d  S: N9 j節距12.5
6 c4 f2 f# M/ Y計算可得彈簧自由高度為12.5*12.5+6*1.5=165.25
圖紙沒有注明材質，按通用彈簧鋼絲的許用切應力412MPa和安全系數1.67計算，有：
7 M0 G+ F- [4 m4 K8 R; x最大工作負荷713N
極限工作負荷1191N
以彈性剪切模量78.5GPa計算，有：
& B, P: y; L# R8 x0 ]! G4 t. W最大許可變形量44.9毫米
) x' C1 y# W, h8 ?" O) T7 s極限許可變形量74.9毫米

3 `5 U( s* f) k; Q7 Y- ~) b/ S5 d這里，請注意最大變形和極限變形的區別。這兩個數值相差1.67倍，這1.67，正是前面所取的安全系數。如果在最大許可變形量內，彈簧工作是正常的，超過，則有很多不確定因素，彈簧工作有可能不正常。超過極限變形量，彈簧一定不能使用。
. ~9 A- W/ [3 I) p4 T6 c
但是看樓主的圖紙，其起始的變形量為165.25-148=17.25
而最大變形量，由于壓力油計入油缸后，其壓力遠大于彈簧彈力，所以有可能將彈簧壓并，按6*(12.5+1.5)=6*14=84，則為165.25-84=81.25，遠超過計算所得最大許可變形量，也有可能超過極限變形量，那就不可避免要出現樓主所說的情況。
9 G1 l; S  r8 {
解決的方法，可以增加彈簧圈數以增加彈簧壓并高度，從而減小彈簧的工作行程；或縮小鋼絲間距以減少彈簧的預壓量。總之，盡量讓彈簧工作時的壓縮變形量離開極限許可變形量遠一點。

+ x: x% ]% T$ n( L
' L, x/ P7 K4 ~# D( k( c* q' ?2 a

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作者: 夜帶刀    時間: 2012-11-27 08:31
木看懂哇。。。

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作者: 裝裝    時間: 2012-11-27 10:25

害怕伏櫪 發表于 2012-11-27 06:37
樓主的問題是因為彈簧負荷太大，變形量超過極限值。另外，彈簧的熱處理不好，彈簧鋼絲性能沒有達到設計值。 ...

% |3 @/ L. r3 v+ M# y4 y7 k& T咱平時這種彈簧一般用什么材料的啊？是哪種材料的哪一類呢？您這里是取的哪種材料的切應力？？我沒找到你說的這個412MPa和那個系數1.67。請指點

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作者: 裝裝    時間: 2012-11-27 11:39

裝裝 發表于 2012-11-27 10:25
6 y& K3 A0 s% U3 Q$ P* {咱平時這種彈簧一般用什么材料的啊？是哪種材料的哪一類呢？您這里是取的哪種材料的切應力？？我沒找到你 ...

5 l, T* ?* \0 w* p" ?! t' N5 f奧。我看的是機械工業出版社2005，第二卷。呵呵。

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作者: 害怕伏櫪    時間: 2012-11-27 12:02
貼出一個用excel 做的簡單“壓縮彈簧計算”供參考。
# a5 T8 k$ W% d表中只要輸入彈簧鋼絲直徑、彈簧中徑、圈數和彈簧自由高度，就可以得到其余參數。
[attach]267353[/attach]
. w" @3 Y8 p3 f* t

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作者: supperslz    時間: 2012-11-27 13:18
彈簧剛度值不夠

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作者: supperslz    時間: 2012-11-27 13:19
另外不能以自有高度為行程終點，需要有一定的預壓縮量！

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作者: 裝裝    時間: 2012-11-27 15:58

裝裝 發表于 2012-11-27 10:25
咱平時這種彈簧一般用什么材料的啊？是哪種材料的哪一類呢？您這里是取的哪種材料的切應力？？我沒找到你 ...

我從網上收到關于壓縮彈簧的設計，都是告訴最小載荷和最大載荷，還有工作行程等條件來選擇。看了看還算明白。
4 S7 b  p6 R: x" ?" Y& g可是我實在遇到的都是：只告訴油缸的缸徑，桿徑，行程，油壓，我根據這些條件先畫出油缸的基本外形及尺寸，里面的彈簧不知道怎么選了。感覺它和碟簧不太一樣，碟簧的標準規格就A  B   C 三類。可是彈簧直徑類型太多了。有點不知所措。
" ^' v5 X: ^$ a- a4 k" z

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作者: 裝裝    時間: 2012-11-27 16:00

害怕伏櫪 發表于 2012-11-27 12:02
% u% X2 X6 I3 ~$ U4 W貼出一個用excel 做的簡單“壓縮彈簧計算”供參考。
# j9 j2 N, k1 P4 X表中只要輸入彈簧鋼絲直徑、彈簧中徑、圈數和彈簧自由 ...

怎么沒有下載成功？？？

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作者: 成永    時間: 2012-11-27 16:14
應該是彈簧的壓縮量超過范圍了吧！無論是拉伸還是壓縮，超過范圍之后都會變形！

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作者: 夜帶刀    時間: 2012-11-30 08:34

夜帶刀 發表于 2012-11-27 08:31
4 Z! S: P0 u/ a( _: H- o木看懂哇。。。

4 V; E5 O7 v6 z) |& o1 _木有木有，真滴木有
8 K0 j4 I% n- m; C' n* Z

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作者: iceprince    時間: 2013-4-7 23:12
我想請教一下害怕伏櫪老師，如果設計的彈簧正好在您給的公式的極限變形量與最大變形量之間的話，彈簧能用嗎，會不會失效。
1 ?* {: D3 }9 u8 E( S2 Q7 \公司老產品上用的一個彈簧，算出來的值就在這個范圍。這款產品已生產多年。

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作者: ZengTingbing    時間: 2013-4-18 14:26
感覺到大師了；
1 n, c! i6 v0 _8 x  _2 t" b我這樣的年輕人，太浮躁了；
! Y2 ^8 a* ]) F0 }' A# s( K. f會點皮毛，就不得了。

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作者: ZengTingbing    時間: 2013-4-18 14:28
這個表我必須下下來看看

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作者: ZengTingbing    時間: 2013-4-18 14:29
機械設計手冊上那個設計步驟，太理想化。
想妹子這種設計，很多時候彈簧多個參數是定了的，設計手冊的步驟不好用。

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作者: ZengTingbing    時間: 2013-4-18 14:30
我也做過油缸復位彈簧，D=160，H=290，d=20；
/ `! {! l. \0 i/ _5 r4 E$ v2 Y- \使用中壓縮到只剩10mm就壓并。

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作者: ZengTingbing    時間: 2013-4-18 17:17
請允許我再回復一次。

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