起個頭，談彈簧

zh39204128

以前單位用的某根彈簧，原始設計調高度用的，彈簧+鎖緊
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

easylife

2266998 發表于 2013-11-4 12:20
& ]7 C2 E. [% l9 j/ B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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( Z. {6 I7 u6 Y, i舉例說，彈簧斷裂，原因很多， ...

" W: q7 x, j: K( G續貼：
看到有人談到生產地，進一步交待下背景,
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。
; _" A5 l/ ]/ R; u0 p1 c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。
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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。
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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。。。

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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：
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easylife

" Z( B5 r* E6 A5 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。
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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）。  
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。
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。
# u) t; d% o: D* I; o' f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。
9 L: P# z/ O* T2 k% D) G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。
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8 N9 I0 T9 @- o; `. {  j/ d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。


還有來自其他資料的一點總結：
  k1 i  _5 z& w噴丸一般能提高20-30%疲勞壽命。
表面處理注意氫脆風險。
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2 C% \+ V, U- {, P" C+ a下面是我的疑惑，期待大俠解答：
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？
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。
3. 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）
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2266998

easylife 發表于 2013-11-6 00:59
7 q  Z% W# q9 h  x& N# Q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。

- B$ j; T* t7 I7 u7 a- N1 u大致回答你的問題，也佩服你學習的精神，
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8 X( L% {  z3 T0 \$ e: y1. 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，
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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。

& o1 \. A1 i) b$ T& T 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. 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？

' t* L2 d2 X9 }  C8 ~: a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，

easylife

2266998 發表于 2013-11-6 09:55
8 M: q$ g9 ]: l4 U大致回答你的問題，也佩服你學習的精神，

$ A+ `+ N! J5 A# F7 G# r9 p; ~4 P& M1. 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 ...

$ o9 h% s" k  v1 K8 i謝謝大俠詳細解答，這下心里有譜了，呵呵

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
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/ I9 D: |1 D4 x1 I& C6 y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

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2266998

easylife 發表于 2013-11-6 12:26
$ x5 m( a. v0 v( R  Z. V謝謝大俠詳細解答，這下心里有譜了，呵呵

9 N6 ^4 @, {2 }% D5 s2 U. w! M" V8 w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 ...

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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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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! F5 b+ Y% P7 I8 U8 L& q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，

5 k0 z. j1 K; \* ^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，

3 v- ~! b$ ?$ ^, W7 A, o7 h6 l$ S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，

) g  M* y8 [3 I8 J6 Q, {大蝦學習精神不錯，以后有前途，謝謝
! b  C, }* X' \! T* ?7 c, d

easylife

2266998 發表于 2013-11-6 12:33
: q) v7 s9 \1 v! c0 V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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你問人家是不是 ...

謝謝八爺，材料熱處理問題以后再請教，目前了解得少

bob_fang

彈簧真的用的很少，這次是學習了，謝謝各位大俠

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還沒考慮過呢，拿個彈簧就用了

筱羽

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！