關于圓柱螺旋壓縮彈簧的問題

裝裝

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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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。

周benbendage

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。

2 F$ b0 Y! l1 e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。

裝裝

周benbendage 發表于 2012-11-26 13:16
7 p# L, }5 C) ?' ^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。

) L7 ~" F8 ]% F* \5 ]' b' N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.

害怕伏櫪

& J& Z; K0 Y( w. Y7 C" Q
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：
3 q8 I, b7 D9 @/ a' L鋼絲直徑6
彈簧中徑40
工作圈數12.5
" z; ]5 H* J* r: j3 m2 Z# [7 w) O總圈數14.5
節距12.5
計算可得彈簧自由高度為12.5*12.5+6*1.5=165.25
0 p7 K, o& t0 K3 ?" [. m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：
最大工作負荷713N
極限工作負荷1191N
& _. C" v; P" x$ F以彈性剪切模量78.5GPa計算，有：
3 c7 e$ I& B3 j7 b, w/ B1 A最大許可變形量44.9毫米
( \4 S5 U8 L$ D) V極限許可變形量74.9毫米
4 @7 z1 j6 ~# P* Q% I1 H3 F3 _
& I& n. ^9 K' s1 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。
& D# j/ ~3 L% P: t# m
# V1 O7 G$ E! y# ~) {但是看樓主的圖紙，其起始的變形量為165.25-148=17.25
9 L- l- t7 H  c% b* y. r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。
  p1 I# f; u8 X1 r8 z+ w2 q
# f7 U; y2 v' G/ \1 h6 ^7 F2 [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。
! g6 C' o2 m! W2 d: [) ]6 ?

夜帶刀

木看懂哇。。。

裝裝

害怕伏櫪 發表于 2012-11-27 06:37
% k8 W# n% J: Z5 R; x6 y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。 ...

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

裝裝

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 ...

奧。我看的是機械工業出版社2005，第二卷。呵呵。
5 Z8 I. C# _) i3 D8 ]

害怕伏櫪

貼出一個用excel 做的簡單“壓縮彈簧計算”供參考。
# i4 Y) }4 F; e8 Y$ b0 k7 e) _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。

supperslz

彈簧剛度值不夠