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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。/ j- W  H" e1 x, g# ]. n( J
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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。
$ z3 @( H+ r$ N0 m, i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。
8 b7 `! N8 |1 v, W: Q壽命要求三十多萬次。4 }0 K. a/ b+ \# g! |
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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，
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: q; m5 ?% g; P! n0 b: h6 k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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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，6 q# r, u" q9 Z' m( W  v' G

; \" _/ i4 _6 F, r! O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
& x. i% H1 I" z$ k( W9 I我懂得有限，先抖抖自己有那點料，再請教幾個問題。7 N; N+ F7 v' u8 s- X
會展手機發帖，連續性差，見諒
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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8 f+ g. ?( L3 u+ T& u, F

# a# x4 q5 R2 G6 L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。+ }2 E/ W: i3 H5 n4 A9 J+ P7 _" K) T
壽命要求三十多萬次。+ I0 a/ O6 p: x! H, `; ^: n! X
----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 + F( ]2 g  j% m

2 [9 j9 ^, w$ z, n! U2 l2 V; E開玩笑啊，9mm線徑，剛度是3N/mm，外徑得多大啊？4 V- a0 Z1 H7 o# b1 E: N# w
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
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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 " y8 ^3 j9 C$ q, f% @
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30萬次算個毛線，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8 J  p5 B3 T9 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 - c' r" n6 Y+ P2 }$ ^( k
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，
( o3 W$ X0 ]1 Q9 I3 |3 I
5 k- \# g2 k. Y0 y舉例說，彈簧斷裂，原因很多， ...

1 ^( _4 _3 x' D5 W! I# r8 j4 M( n續貼：; T8 r$ ]2 @6 E1 T
看到有人談到生產地，進一步交待下背景,  c( I2 Z( Z$ K
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。: h0 W% T7 R0 Q
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。
( s2 [: a: r3 ^" \4 {6 K/ S/ u& g) e- x
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。' w# F" {8 z8 p' L
2 [" m  H: }0 k7 W% W5 H
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。。。
4 F5 V+ Q3 x* ]' }3 A+ n
+ e2 A6 ~7 b* f" _; s) ]! r! V  Q: W* F3 c9 |( z, O7 H
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：% a$ n2 K1 Q& f" k
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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 " _6 Z% l) w4 c9 v# b7 z  X

; F4 _& C" \1 b# n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。" p0 M6 V* F; ]' M6 F
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" x* |6 `* a6 m! E7 u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）。  ; a" o# I  ?0 M. |# R! j, Y
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。
! w% I1 s% g0 H* I8 o3 P3 Z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。
! ~% ^5 J; {8 p% D- L& y9 E7 n7 R/ 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。
3 o6 D. `4 R2 P$ M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。  N/ U$ e! k, A! X8 D4 t

& H4 }( \( R3 g1 |1 ~) O/ X  k  G
, z$ |( r1 ?2 _4 ^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。. S, T& U' {$ r2 K+ E% p; {
' P. A* M/ [9 o; n0 T% k

+ L- |2 |& |! Z. e還有來自其他資料的一點總結：
4 F' @2 W. Y* D0 r) q4 T噴丸一般能提高20-30%疲勞壽命。
: ]2 X% r" y3 X1 l) z: ]表面處理注意氫脆風險。: ?% C' U0 g. ?2 J2 y* _

& J2 B0 T$ Z4 D3 T" @, M/ z% N  h4 X. @0 ?
下面是我的疑惑，期待大俠解答：* L. f1 C; L( j& T- n
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？ 6 W1 t3 _. C, d2 V* ?, u9 K8 q
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。
! k4 i( \. u8 T+ b+ L' O& W3. 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）  b  d- K+ F+ g$ q6 L3 |
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作者: 2266998    時間: 2013-11-6 09:55
easylife 發表于 2013-11-6 00:59 3 S* k: \9 g3 O; n5 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。

( e& [1 {0 l8 K" ^1 T大致回答你的問題，也佩服你學習的精神，
" p! V  l/ h/ R3 @
' C5 `& c* v9 T4 l$ W1. 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？! s0 X4 y9 u: e  {- e

' Y1 l! x4 Z/ h4 s- u& Z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，
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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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" s7 _$ {3 X' S1 K& Z 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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3 A' k  @2 m* q9 S! t6 {  Z3 G' Z% h3. 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？ # Y, I9 s( z, Z6 b5 q4 K
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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
( [7 k" ~3 q( H& [" h* \/ I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 ...

  B# j7 J' ?1 r: l謝謝大俠詳細解答，這下心里有譜了，呵呵! ~& z8 l6 L; K- z& M% y. `
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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$ T2 V7 o" r3 A9 V4 V( N' e9 ^
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$ S0 b! ?# q* Q+ O( e" W7 {2 g" s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! `) S! [" Z; _8 a" ]  E

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作者: 2266998    時間: 2013-11-6 12:33
easylife 發表于 2013-11-6 12:26 * l/ A* k7 ?/ Y! u+ q0 L5 b
謝謝大俠詳細解答，這下心里有譜了，呵呵
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* d7 B1 \+ A1 r( I0 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 ...
1 T3 f" c2 B* d; B" T) ?
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，4 x1 ]5 j) D- w9 l# f9 n5 a

% M! L: v; ^3 i7 k/ Y7 a8 \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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2 y0 {) C1 A! X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，: S1 c" m0 j1 f1 L) c$ i( [1 i

+ J, @) s( ]: E& z* M6 R+ \' J3 A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，& h$ U& F5 _, M! J3 X

6 _# m5 [* ?7 D1 |* Z) W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，
* R6 }. m9 Q3 e' V( x. ?" F9 M- J9 a9 P' S6 p
大蝦學習精神不錯，以后有前途，謝謝
3 _& m* M1 |; e  o; d: H
作者: easylife    時間: 2013-11-6 12:56
2266998 發表于 2013-11-6 12:33 : a" @* Y0 \4 [/ ?  k
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，
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* v2 {( ^; |* S3 \% V3 U0 \你問人家是不是 ...
. Q' }" `( ~: g7 Z6 J7 ?. A
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
頂" G: r6 _; X) Q: E* I+ M8 i" o! k
& n" o9 @5 C: p
作者: 機械mylove    時間: 2013-11-26 23:03
路過 看你們聊天; A9 H: E1 u+ q
作者: zg2020zg    時間: 2013-11-28 10:36
學習了。5 n2 H9 t  L/ ^8 L0 J9 J
八爺值得尊敬！



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