圓柱螺旋彈簧機構及制造工藝

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圓柱螺旋拉伸彈簧 如下左圖所示，圓柱螺旋拉伸彈簧空載時，各圈應相互并攏。另外，為了節省軸向工作空間，并保證彈簧在空載時各圈相互壓緊，常在卷繞的過程中，同時使彈簧絲繞其本身的軸線產生扭轉。這樣制成的彈簧，各圈相互間即具有一定的壓緊力，彈簧絲中

圓柱螺旋拉伸彈簧 5 q2 f8 n, M9 P* C. I9 h, {) e　　如下左圖所示，圓柱螺旋拉伸彈簧空載時，各圈應相互并攏。另外，為了節省軸向工作空間，并保證彈簧在空載時各圈相互壓緊，常在卷繞的過程中，同時使彈簧絲繞其本身的軸線產生扭轉。這樣制成的彈簧，各圈相互間即具有一定的壓緊力，彈簧絲中也產生了一定的頂應力，故稱為有預應力的拉伸彈簧。這種彈簧一定要在外加的拉力大于初拉力P0后，各圈才開始分離，故可較無預應力的拉伸彈簧節省軸向的工作空間。拉伸彈簧的端部制有掛鉤，以便安裝和加載。掛鉤的形式如下右圖所示。其中LI型和LII型制造方便，應用很廣。但因在掛鉤過渡處產生很大的彎曲應力，故只宜用于彈簧絲直徑d≤l0mm的彈簧中。LVII、LVIII型掛鉤不與彈簧絲聯成一體，故無前述過渡處的缺點，而且這種掛鉤可以轉到任意方向，便于安裝。在受力較大的場合，最好采用LVII型掛鉤，但它的價格較貴。 圓柱螺旋拉伸彈簧 3 `+ d9 d- ^8 f" ]9 P# z' n- A/ C 圓柱螺旋拉伸彈簧掛鉤的形式 " Z4 C% D* o! l5 i * F3 i* {: p  M1 P; I/ o 動畫演示 制造 　　螺旋彈簧的制造工藝包括：a)卷制；b)掛鉤的制作或端面圈的精加工；c)熱處理；d)工藝試驗及強壓處理。（強壓處理是使彈簧在極限載荷作用下持續6～48h，以便在彈簧絲截面的危險區產生塑性變形和殘余應力，從而提高彈簧的靜載強度。用于長期振動，高溫和腐蝕性介質中的彈簧，以及一般用途的彈簧不應進行強壓處理。） ' c8 q9 y9 y" ?$ ~ 　　卷制是把合乎技術條件規定的彈簧絲卷繞在芯棒上。大量生產時，是在萬能自動卷簧機上卷制；單件及小批生產時，則在普通車床或手動卷繞機上卷制。 　　卷制分冷卷及熱卷兩種。冷卷用于經預先熱處理后拉成的直徑 d<(8～10)mm的彈簧絲；直徑較大的彈簧絲制作的強力彈簧則用熱卷。熱卷時的溫度隨彈簧絲的粗細在800～1000℃的范圍內選擇。不論采用冷卷或熱卷，卷制后均應視具體情況對彈簧的節距作必要的調整。 　　對于重要的壓縮彈簧，為了保證兩端的承壓面與其軸線垂直，應將端面圈在專用的磨床上磨平；對于拉伸及扭轉彈簧，為了便于聯接、固著及加載，兩端應制有掛鉤或桿臂(參看上圖<圓柱螺旋拉伸彈簧掛鉤的形式>及右圖)。 ( {! _4 v% Q; O$ X6 j" y0 B+ g 扭轉螺旋彈簧 　　彈簧在完成上述工序后，均應進行熱處理。熱處理后的彈簧表面不應出現顯著的脫碳層。冷卷后的彈簧只作回火處理，以消除卷制時產生的內應力。 　　此外，彈簧還須進行工藝試驗和根據彈簧的技術條件的規定進行精度、沖擊、疲勞等試驗，以檢驗彈簧是否符合技術要求。要特別指出的是，彈簧的持久強度和抗沖擊強度，在很大程度上取決于彈 簧絲的表面狀況，所以彈簧絲表面必須光潔，沒有裂紋和傷痕等缺陷。表面脫碳會嚴重影響材料的持久強度和抗沖擊性能。因此脫碳層深度和其它表面缺陷應在驗收彈簧的技術條件中詳細規定。重要的彈簧還須進行表面保護處理(如鍍鋅)；普通的彈簧一般除以油或漆。 ! B, ^& A# M0 e  y彈簧的材料及許用應力　　 ' z; {- S" a5 P　　為了使彈簧能夠可靠地工作，彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限，同時應具有足夠的韌性和塑性，以及良好的可熱處理性。　　　　　　 , G+ {0 S% \. R) C4 m) U　　常用彈簧鋼主要有下列幾種： : b! U  }. W5 i3 u　 碳素彈簧鋼 % X6 F) ~9 r% w- @& ^+ _6 {! Z　　這種彈簧鋼的憂點是價格便宜，原材料來源方便；缺點是彈性極限低，多次重復變形后易失去彈性，且不能在高于120℃的溫度下正常工作。 　 低錳彈簧鋼(例如65Mn) 　　這種彈簧鋼與碳素彈簧鋼相比，優點是淬透性較好和強度較高；缺點是淬火后容易產生裂紋及熱脆性。但由于價格便宜，所以一般機械上常用的尺寸不大的彈簧可以用此種材料制造，例如離合器彈簧等。 + o5 X0 T, W. z　 硅錳彈簧鋼(例如60Si2MnA)　　　　　 5 M( @) N. i, e& l' ^　　這種鋼中因加入了硅，故可顯著地提高彈性極限，并提高了回火穩定性，因而可在更高的溫度下回火，從而得到良好的力學性能。但含硅量高時，表面易于脫碳。由于錳的脫碳性小，故在鋼中加入硅錳這兩種元素，就是為了發揮各自的優點，并減少彼此的缺點，因此硅錳彈簧鋼在工業中得到了廣泛的應用。一般用于制造汽車、拖拉機的螺旋彈簧。 　 50鉻釩鋼(例如50CrVA) 　　鋼中加入釩的目的是細化組織，提高鋼的強度和韌性，故這種材料是耐疲勞和抗沖擊性能良好的彈簧鋼。它有良好的力學性能，并能在-40～350℃的溫度下工作，但價格較貴。航空發動機調節系統中的彈簧多采用此種材料，如柱塞油泵的柱塞彈簧等。 3 u! v' r8 u8 E- U2 w　　此外，某些不銹鋼和青銅等材料，具有耐腐蝕的特點，青銅還具有防磁性和導電性，故常用于 制造化工設備中或工作于腐蝕性介質中的彈簧。其缺點是不容易熱處理，力學性能較差，在一般機械中很少采用。 ( q6 l- m3 D6 {* R0 j　　在選擇材料時，應考慮到彈簧的用途、重要程度、使用條件(包括載荷性質、大小及循環特性，工作持續時間，工作溫度和周圍介質情況等)，以及加工、熱處理和經濟性等因素。同時，也要參照現有設備中使用的彈簧，選擇出較為合用的材料。 　　彈簧材料的許用扭轉切應力[τ]和許用彎曲應力[σ]b的大小和載荷性質有關，靜載荷時的[τ]或[σ]b 較變載荷時的大。表<彈簧常用材料及其許用應力>中推薦的幾種常用材料及其[τ]和[σ]b值，可供設計時參考。碳素彈簧鋼絲拉伸強度極限σB值按表<彈簧鋼絲的拉伸強度極限σB>選取

摘自:www.mengniuz.com

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