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標題: 起個頭,談彈簧 [打印本頁]

作者: easylife    時間: 2013-11-4 12:14
標題: 起個頭,談彈簧
八爺在以前帖子提過彈簧也不簡單,但沒見下文。4 d: K2 N" J, r+ E+ {' L0 j

" v2 C7 y3 p# Y; }* g3 Z  _我對彈簧一知半解,這里拋磚引玉開個頭,希望之后對其能有更深入認識。
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兩年前做一個成型產品的整改,用了個圓柱螺旋拉伸彈簧用來平衡重力。
( ?2 Q, V# I7 {6 C線徑9mm,長度900mm左右,剛度3n/mm左右,材料德標彈簧合金鋼,無鍍層,無噴丸。拉伸后長度為原長兩倍。7 u: Y! ?2 e: O" T6 o  Y! [, }
壽命要求三十多萬次。
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多樣品壽命測試發現彈簧在二十萬次斷裂幾率較高。
作者: 2266998    時間: 2013-11-4 12:20
大蝦認真了,這個,必須要先玩材料,從半截插進來玩,事實證明是不行的,
+ y7 A, z. V! ?! u. i$ E
4 l6 z3 o  y( U1 G' i舉例說,彈簧斷裂,原因很多,比如金相成分不合適,形態不對,等等問題,非常復雜的,要一個一個玩,
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: k$ L' O) G) T8 U% v( F2 X" E我玩這個,從材料開始玩,比如你要了解鞍鋼為什么設備好好的,玩了幾年懸架簧自己就放棄了,
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玩過材料,玩熱處理,玩試驗機,最終就懂了,斷裂,松弛,等等問題,
作者: easylife    時間: 2013-11-4 12:39
呵呵,八爺神速; b7 ?( @& o$ p& k/ y* H
我懂得有限,先抖抖自己有那點料,再請教幾個問題。
( Z0 C" f' w) v, O6 X會展手機發帖,連續性差,見諒* O2 V) Y1 D) v- V" u3 g& A

作者: leftwall    時間: 2013-11-4 16:21
后面真沒法跟了。本來用高端彈簧的地方就沒接觸過,出圖紙做出來的彈簧質量還不穩定,只能多做幾個型號,壞了再換。說都不知道說什么。
作者: 彼岸孤鷹    時間: 2013-11-4 17:15
沒玩過高級彈簧,前端日子算過一個壓縮彈簧,不過條件清楚,要求簡單,照搬手冊就是了( [2 }5 [/ _) O0 V7 m8 Q

; r1 `* S. r% J9 n- M" C" \; |題外話,這些基本件要是都整明白了,估計是沒什么能難倒的了。
作者: g2096    時間: 2013-11-4 17:53
線徑9mm,長度900mm左右,剛度3n/mm左右,材料德標彈簧合金鋼,無鍍層,無噴丸。拉伸后長度為原長兩倍。( D- x+ T/ A) t2 C0 s
壽命要求三十多萬次。2 z, w# B7 y  g  k) ^! y, i. c% i
----國內可能能做,但要條件,不是隨便就能做的。
作者: 池塘里的魚    時間: 2013-11-4 19:25
本帖最后由 池塘里的魚 于 2013-11-4 19:31 編輯
4 v5 x+ P1 O4 U5 |5 Z. g, u+ B
* j" U; ?) b; {7 p6 Z) w  u開玩笑啊,9mm線徑,剛度是3N/mm,外徑得多大啊?- o6 x' t; W. D# ^1 x0 \
為什么成型后不拋丸消除應力?
作者: landegui    時間: 2013-11-4 22:44
規格:外徑x線徑x節距x高度
作者: 機械龍911    時間: 2013-11-4 22:59
瑞士彈簧做的最好吧; n  g& Z3 e4 v" g. l

作者: 冷水黃金    時間: 2013-11-5 08:06
本帖最后由 冷水黃金 于 2013-11-5 08:07 編輯
# A- \) n" i7 ?) B% m
% T$ F+ X' e5 P$ x- X# b- E" i- T30萬次算個毛線,車輛減震器彈簧遠遠超過這個數,二倍也不是神馬,自己沒設計好
作者: zh39204128    時間: 2013-11-5 15:17
以前單位用的某根彈簧,原始設計調高度用的,彈簧+鎖緊
7 E  X' g1 [# E1 _' n& |1 V" y不知過了多少年以后,那彈簧根本彈不起來了,高度變成不可調。當時一個小伙發現的,告訴領導,領導叫他別管:1.不是設計的錯誤,2.你又不是質檢
作者: easylife    時間: 2013-11-6 00:20
2266998 發表于 2013-11-4 12:20 4 [  S) V" P# Y9 m
大蝦認真了,這個,必須要先玩材料,從半截插進來玩,事實證明是不行的,
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" U& y8 `9 y$ h3 h/ |舉例說,彈簧斷裂,原因很多, ...
2 z. k: A  g: p. j6 K7 @1 k5 `+ u8 I
續貼:' e6 `7 M2 Z; {; l4 X
看到有人談到生產地,進一步交待下背景,
) ]- Q# Y7 _- f& r# M! t7 F. Q5 H產品是西歐一小公司設計生產的,自己也投放市場幾年沒有彈簧斷裂質量問題。后來被我司買入產品設計產權及生產,并做了設計改進。彈簧作為關鍵件,一直在瑞士生產。
% N1 k: @* n1 j) T6 O4 T/ ^. Y按理說,小公司只賣歐洲也沒事,因為全壽命周期也就用個幾萬次。但亞洲市場應用環境不一樣,對疲勞壽命次數要求高于歐洲市場數倍,因此在指標變更后重做壽命試驗就遇到問題了。$ \& g8 h+ x  Z8 ^

7 |# U! w% w! `$ ]/ |" A; I/ h+ }斷裂試樣斷口組織分析發現材料并沒有明顯質量缺陷,檢查圖紙發現選用的彈簧材料雖為德標彈簧鋼,但此牌號一般只被推薦用于靜載場合。而且圖紙也沒有要求做噴丸處理。查相應彈簧古德曼疲勞曲線可見此材料達不到要求疲勞壽命。* E  d+ R, i# S. F
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解決方案是選用同一德標內適用于疲勞場合的彈簧鋼,并要求噴丸處理。依彈簧古德曼疲勞曲線數據是能滿足疲勞壽命要求的。結果是產品通過了測試。。。' W# R( _/ L( z
) l9 P5 Z5 g8 _8 |& r
; j& c$ ]: W' _4 h; q% r
以上是我的工作經歷,下面談談總結的圓柱螺旋拉壓彈簧疲勞設計:  u! T2 Q! F% X+ c/ ^
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作者: easylife    時間: 2013-11-6 00:59
本帖最后由 easylife 于 2013-11-6 01:26 編輯 : x* [- R. P7 j
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一種是按美國機械設計手冊,不同彈簧材料會有線徑 vs. 最大應力的曲線。: ~: c" x0 ^, ~
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& ^; F! D6 c6 L6 v另外一種是德標彈簧設計,針對壓簧,和拉簧都有相應設計標準。 對不同材料,有對應 古德曼疲勞曲線,線徑不同時曲線也不一樣( 基本是平行偏移)。  9 y7 U- o' e' G2 k" j
設計時只要確定材料,線徑,最小最大應力就能根據相應曲線預估疲勞壽命。 : @( B* j# O$ t# q$ y1 b
注意此方法是預估,不等于最終產品一定滿足設計要求。要求高的可靠性可能要像八爺一樣全程監控保證不出差錯,最后還得取樣測試保證極高的可靠性。% s) {% D- Q. K1 g
一以前干軍工的英國機械工程師(同事)就說到他們對彈簧絲材料生產,坯料儲存,生產及成品保管,都有嚴格要求。為保證可靠性還要抽高比例的樣品測試。0 b# ?' o* U) a: L6 p
還好我做得這個產品有彈簧斷裂失效的安全保護裝置,不然彈簧斷了還真會出人命。但是產品失效也會對客戶造成極大不便,砸了公司招牌,馬虎不得。- d1 r! _3 N2 J

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個人喜歡第二種方法,感覺第一種方法粗糙了點。詳細標準和手冊內容不多說了,有心人肯定能查到。! h& u% E# Q; h# c( ?" `# Z/ U, V

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還有來自其他資料的一點總結:
8 V& ]0 U# `% g2 ^8 A噴丸一般能提高20-30%疲勞壽命。
4 Y/ Y1 L/ A9 P9 F表面處理注意氫脆風險。4 D/ i: S& B/ f. I
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) a& ]  v& A/ @* A下面是我的疑惑,期待大俠解答:0 F4 b# f5 W' d$ b1 _* [7 `7 T. S
1. 有些資料提到對壓簧,壓并處理能提高其疲勞強度,而且確實見到有的歐美廠商生產視頻中產品做了壓并處理。 但有些資料又不以為然,認為沒效果。 大俠怎么看?
7 L( E, Z; _+ h8 l( |, }2. 關于拉壓彈簧預載荷問題,有的彈簧熱卷之后會退火去應力,這樣成品彈簧預載荷為零。 但有些彈簧卷繞后沒有退火處理,如何確定這個彈簧預載荷的大小?  這個和計算彈簧應力相關,通過成品實驗測試屬于下下之策。
- f1 r% y: R. l$ A% r* f( y3. 其實是另外一個話題,關于片狀卷簧的,典型產品是市面上的彈簧平衡器,如日本遠藤公司產品。120公斤級產品保用壽命2-3萬次, 大俠有類似經驗么? 有沒有更好產品推薦 (http://www.endo-china.com/Product/Pro-190.html)9 k" M, t8 K( L) k. L9 [+ m
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作者: 2266998    時間: 2013-11-6 09:55
easylife 發表于 2013-11-6 00:59 8 t' D) r8 M* y, q4 s
一種是按美國機械設計手冊,不同彈簧材料會有線徑 vs. 最大應力的曲線。

  M, _# U& ~8 p* `! v& a; F大致回答你的問題,也佩服你學習的精神,
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1. 有些資料提到對壓簧,壓并處理能提高其疲勞強度,而且確實見到有的歐美廠商生產視頻中產品做了壓并處理。 但有些資料又不以為然,認為沒效果。 大俠怎么看?
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對新彈簧,但一定的次數壓靠,可以早期篩選,有問題的,可以先期篩出,對有些變形要求嚴格的,用這個措施可以控制后期‘松弛’,對疲勞的影響不大,疲勞主要是兩個因素,一個是次數,一個是材料自身的缺陷,沒有循環次數就沒有疲勞,沒有缺陷,也沒有疲勞,次數可以無限玩下去,2 d1 [: r* Q, Z. {( [6 s" P
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2. 關于拉壓彈簧預載荷問題,有的彈簧熱卷之后會退火去應力,這樣成品彈簧預載荷為零。 但有些彈簧卷繞后沒有退火處理,如何確定這個彈簧預載荷的大小?  這個和計算彈簧應力相關,通過成品實驗測試屬于下下之策。
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% n- s8 ~: a+ p5 {; l9 k 這個就基本靠實驗了,想計算,就必須有那種材料對應的修正系數,也就是說,以前玩過同一材料的,有對應系數可以修正,就可以用,對純粹新材料,當無法修正時,計算只能作為參考了,
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  j. q( q, h/ A) u7 C6 R3. 其實是另外一個話題,關于片狀卷簧的,典型產品是市面上的彈簧平衡器,如日本遠藤公司產品。120公斤級產品保用壽命2-3萬次, 大俠有類似經驗么?
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這個要具體談了,我玩過鋼板簧,也玩過板--圈復合的,對應一個確定產品,特別是小鼻子的東西,要針對那個東西才能談,彈簧壽命,是個特別復雜的問題,要針對使用才能具體談,
作者: easylife    時間: 2013-11-6 12:26
2266998 發表于 2013-11-6 09:55
- L2 W4 m5 ^" V. D大致回答你的問題,也佩服你學習的精神,1 [# \, r: T9 @, d8 g
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1. 有些資料提到對壓簧,壓并處理能提高其疲勞強度,而且確實 ...
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謝謝大俠詳細解答,這下心里有譜了,呵呵
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有人說在歐美做機械設計比國內省心,因為很多你不精通的東西都可以找專業廠商解決,國內只能靠自己摸索,或者高價找鬼子6 K; s* O6 }# y  g. ^

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彈簧的話題希望大俠能介紹幾個實例,讓我們長長見識。不希望這個主題就這樣結束了,哈哈7 s& _* _8 f/ ^8 Y6 [  \' V

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作者: 2266998    時間: 2013-11-6 12:33
easylife 發表于 2013-11-6 12:26 * r6 {) O8 _' w* N: g. z4 I7 A  m2 s
謝謝大俠詳細解答,這下心里有譜了,呵呵
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' W) l0 u; E2 |* Z" Q1 \% x1 N有人說在歐美做機械設計比國內省心,因為很多你不精通的東西 ...
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在國內玩工業,就不能開口說:這個我不懂,因為沒有那個資格,你不懂了,人家就蒙你,, Z2 `8 ]; F. u
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你問人家是不是?人家就說是,你毫無辦法,你自己從頭到尾都懂,人家就怕你,灰溜溜的,不敢扎次,給俺焊接的機架,工作10年,屁毛病都沒有,焊縫都是規矩的很,
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彈簧,挺復雜的對象,你有進一步的技術問題,還可以再談,我解答你,哪部分都可以,包括材料原始冶煉問題,加熱問題等,任何都可以,2 T; D! a3 T. F: J8 s# Y
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說到這類技術帖子沉底,是必然的,越深,沉的也越快,俺舉幾個例子,估計就馬上沉底了,
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你看那幾個俺把設計與圖紙都給的,包括電氣設計都列出來的帖子,沉的更快,瞬間就沉底了,哈哈,
! x2 k+ o, M9 T% ]) G
! Z5 Z( J$ B1 N大蝦學習精神不錯,以后有前途,謝謝* C+ f3 M, k6 x0 I  p2 g, m- W

作者: easylife    時間: 2013-11-6 12:56
2266998 發表于 2013-11-6 12:33
; ~# k8 V' i  d3 f在國內玩工業,就不能開口說:這個我不懂,因為沒有那個資格,你不懂了,人家就蒙你,) P, ~( @7 d8 ^8 k

6 Q# E/ ]; M9 X9 w' c0 K你問人家是不是 ...
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謝謝八爺,材料熱處理問題以后再請教,目前了解得少
作者: bob_fang    時間: 2013-11-7 17:55
彈簧真的用的很少,這次是學習了,謝謝各位大俠
作者: 1032220424    時間: 2013-11-7 19:30
還沒考慮過呢,拿個彈簧就用了
作者: 筱羽    時間: 2013-11-8 06:31
想起一件糗事,剛畢業那陣子,設計一個結構需要彈簧,不會算,2個條件確定不下來,條件還有變量,就做了6個規格,一樣一個,后來工藝來問了,就只好美其名曰,這個叫試用法,哪個合適用哪個!
作者: 陳龍蟲子    時間: 2013-11-11 19:43

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作者: 機械mylove    時間: 2013-11-26 23:03
路過 看你們聊天1 _* F; `0 e+ W0 O/ O7 J, O7 ]

作者: zg2020zg    時間: 2013-11-28 10:36
學習了。
; P$ t" y# ~# I1 T* ^& U; ^0 }* T八爺值得尊敬!




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