彈簧目 錄
返回目錄↑1、名詞解釋
彈簧
【名稱(chēng)】:彈簧 彈簧的種類(lèi)都有哪些: 彈簧是一種常用零件,是一種能儲(chǔ)存能量的零件,可用來(lái)減震,夾緊,儲(chǔ)能和測(cè)量等 . 返回目錄↑2、元件簡(jiǎn)介
各種各樣的彈簧
彈簧是機(jī)械和電子行業(yè)中廣泛使用的一種彈性元件,彈簧在受載時(shí)能產(chǎn)生較大的彈性變形,把機(jī)械功或動(dòng)能轉(zhuǎn)化為變形能,而卸載后彈簧的變形消失并回復(fù)原狀,將變形能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功或動(dòng)能。 彈簧其實(shí)是一種蓄能器,它有儲(chǔ)存能量的功能,但不能慢慢地把能量釋放出來(lái),要實(shí)現(xiàn)慢慢釋放這一功能應(yīng)該靠“彈簧+大傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)”實(shí)現(xiàn),常見(jiàn)于機(jī)械表。 普通圓柱彈簧由于制造簡(jiǎn)單,且可根據(jù)受載情況制成各種型式,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,故應(yīng)用最廣。 主要功能①控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng),如內(nèi)燃機(jī)中的閥門(mén)彈簧、離合器中的控制彈簧等。 ②吸收振動(dòng)和沖擊能量,如汽車(chē)、火車(chē)車(chē)廂下的緩沖彈簧、聯(lián)軸器中的吸振彈簧等。 ③儲(chǔ)存及輸出能量作為動(dòng)力,如鐘表彈簧、槍械中的彈簧等。 ④用作測(cè)力元件,如測(cè)力器、彈簧秤中的彈簧等。彈簧的載荷與變形之比稱(chēng)為彈簧剛度,剛度越大,則彈簧越硬。 分類(lèi)彈簧按受力性質(zhì),彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧等。 按形狀可分為碟形彈簧、環(huán)形彈簧、板彈簧、螺旋彈簧、截錐渦卷彈簧以及扭桿彈簧等。 螺旋彈簧即扭轉(zhuǎn)彈簧,是承受扭轉(zhuǎn)變形的彈簧,它的工作部分也是密繞成螺旋形。扭轉(zhuǎn)彈簧的端部結(jié)構(gòu)是加工成各種形狀的扭臂,而不是勾環(huán)。扭轉(zhuǎn)彈簧常用于機(jī)械中的平衡機(jī)構(gòu),在汽車(chē)、機(jī)床、電器等工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 拉伸彈簧是承受軸向拉力的螺旋彈簧,拉伸彈簧一般都用圓截面材料制造。在不承受負(fù)荷時(shí),拉伸彈簧的圈與圈之間一般都是并緊的沒(méi)有間隙。 壓縮彈簧是承受向壓力的螺旋彈簧,它所用的材料截面多為圓形,也有用矩形和多股鋼縈卷制的,彈簧一般為等節(jié)距的,壓縮彈簧的形狀有:圓柱形、圓錐形、中凸形和中凹形以及少量的非圓形等,壓縮彈簧的圈與圈之間有一定的間隙,當(dāng)受到外載荷時(shí)彈簧收縮變形,儲(chǔ)存變形能。 扭力彈簧利用杠桿原理,通過(guò)對(duì)材質(zhì)柔軟、韌度較大的彈性材料的扭曲或旋轉(zhuǎn),使之具有極大的機(jī)械能。 漸進(jìn)型彈簧 這種彈簧采用了粗細(xì)、疏密不一致的設(shè)計(jì),好處是在受壓不大時(shí)可以通過(guò)彈性系數(shù)較低的部分吸收路面的起伏,保證乘坐舒適感,當(dāng)壓力增大到一定程度后較粗部分的彈簧起到支撐車(chē)身的作用,而這種彈簧的缺點(diǎn)是操控感受不直接,精確度較差。 漸進(jìn)性線性 線性彈簧線性彈簧從上至下的粗細(xì)、疏密不變,彈性系數(shù)為固定值。這種設(shè)計(jì)的彈簧可以使車(chē)輛獲得更加穩(wěn)定和線性的動(dòng)態(tài)反應(yīng),有利于駕駛者更好的控制車(chē)輛,多用于性能取向的改裝車(chē)與競(jìng)技性車(chē)輛,壞處當(dāng)然是舒適性受到影響。 返回目錄↑3、制造彈簧的制造材料一般來(lái)說(shuō)應(yīng)具有高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性及良好的熱處理性能等,常用的有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。 彈簧的制造方法有冷卷法和熱卷法。彈簧絲直徑小于8毫米的一般用冷卷法,大于8毫米的用熱卷法。有些彈簧在制成后還要進(jìn)行強(qiáng)壓或噴丸處理,可提高彈簧的承載能力。 彈簧作為工業(yè)系統(tǒng)中的一個(gè)重要元件,有著很大的使用量,而且種類(lèi)繁多,因此彈簧的制作從原始的手工制作,逐步走向自動(dòng)化。在我國(guó)九十年以前,彈簧行業(yè)只有很少的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)彈簧的機(jī)械設(shè)備,隨著彈簧市場(chǎng)的越來(lái)越大,逐漸的專(zhuān)業(yè)彈簧設(shè)備企業(yè)也走進(jìn)我國(guó),如臺(tái)灣的東北彈簧機(jī)械(EN僑鼎),光弘(KHM)等逐漸占領(lǐng)了主流彈簧生產(chǎn)市場(chǎng)。東北的EN502萬(wàn)能機(jī),是采用專(zhuān)有的機(jī)械機(jī)構(gòu),方便快捷的生產(chǎn)各種彈簧,異型彈性元件。光弘的設(shè)備是生產(chǎn)壓簧和拉簧的高速設(shè)備。在國(guó)外也有很多專(zhuān)業(yè)彈簧設(shè)備制造商如瓦菲奧斯,MEC等。 不管設(shè)備技術(shù)如何更新,其生產(chǎn)的原理大同小異均是這樣生產(chǎn)的——由一對(duì)以上的壓線輪將線材送出,遇到成型模具,一步一步繞制或沖壓或彎折,產(chǎn)出各式各樣的彈簧。 返回目錄↑4、原理發(fā)現(xiàn)
機(jī)械表里面的裝置是由彈簧帶動(dòng)的彈簧很早很早之前就有應(yīng)用了,古代的弓和弩就是兩種廣義上的彈簧。理論意義上的彈簧發(fā)明家是中國(guó)東漢的經(jīng)學(xué)家鄭玄和英國(guó)的科學(xué)家虎克(RobertHooke),即使十七世紀(jì)時(shí)螺旋壓縮彈簧已經(jīng)出現(xiàn)并廣泛使用,但那時(shí)的虎克提出的“虎克定律”——彈簧的伸長(zhǎng)量與所受的力的大小成正比,正符合彈簧的物理性描述。根據(jù)這一原理,1776年使用螺旋壓縮彈簧的彈簧秤問(wèn)世。不久,根據(jù)這一原理制作的專(zhuān)供鐘表使用的彈簧也被虎克本人發(fā)明出來(lái)。應(yīng)該說(shuō),符合“虎克定律”的彈簧才是真正意義上的彈簧。
返回目錄↑5、生活應(yīng)用
CD彈簧架
大多數(shù)材料都有不同程度的彈性,如果將其彎曲,便會(huì)以很大的力量恢復(fù)其原形。在人類(lèi)歷史上,一定很早就注意到樹(shù)苗和幼樹(shù)的樹(shù)枝有很大的撓性,因?yàn)樵S多原始文化利用這一特性,在特制的門(mén)后或籠子后楔上一根棍,或者用活結(jié)套在一根桿上向下拉;一旦松開(kāi)張力,這根棍或桿就會(huì)往回彈。他們就用這種辦法來(lái)捕捉飛禽走獸。實(shí)際上,弓就是按這種方式利用幼樹(shù)彈性的彈簧;先向后拉弓,然后撒手,讓其回彈。中世紀(jì)時(shí),這種想法開(kāi)始出現(xiàn)在機(jī)械上,如紡織機(jī)、車(chē)床、鉆機(jī)、磨面機(jī)和鋸。操作者用手或腳踏板給出下壓沖程,將工作機(jī)械往下拉,這時(shí)用繩索固定在機(jī)械上的一根桿彈回,產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 彈性材料的抗扭性不壓于它的抗撓性。希臘帝國(guó)時(shí)期(大概是公元前4世紀(jì))發(fā)明了用搓成的腱繩或毛繩拉緊的扭簧,用以代替簡(jiǎn)單的彈簧來(lái)加強(qiáng)石弩和拋石機(jī)的威力。這時(shí)人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到,金屬比木頭、角質(zhì)或任何這類(lèi)有機(jī)物質(zhì)的彈性更大。菲洛(其寫(xiě)作年代約為公元前200年)把它作為一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)來(lái)進(jìn)行介紹。他估計(jì)讀者是難以置信的。凱爾特人和西班牙人的劍的彈性,引起了他的亞歷山大城的前輩的注意。為了弄清楚劍為什么有彈性,他們進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)。結(jié)果他的師傅克特西比發(fā)明了拋石機(jī),拋石機(jī)的彈簧是用彎曲的青銅板作成的——實(shí)際上是最早的片簧;菲洛本人又進(jìn)一步改進(jìn)了這些拋石機(jī)。富有創(chuàng)造性的克特西比在發(fā)明這種拋石機(jī)后,又想出了另一種拋石機(jī)—一它利用汽缸內(nèi)空氣在受壓的情況下產(chǎn)生的彈性工作。 在很久以后人們才想到:如果壓縮一根螺旋桿,而不是彎曲一根直桿,那么金屬?gòu)椈蓛?chǔ)存的能量就會(huì)更大。據(jù)伯魯涅列斯基的小傳記載,他制作過(guò)一口鬧鐘,其中使用了若干代彈簧。最近有人指出,在附有一些奇特的螺旋彈簧鐘表圖的15世紀(jì)末葉的一本機(jī)械手冊(cè)中有這架鬧鐘的圖樣。這類(lèi)彈簧也用于現(xiàn)代的捕鼠器。帶圈簧(水平壓縮而不是垂直壓縮的彈簧)的鐘表,在1460年左右肯定已開(kāi)始使用了,但基本上是皇室的奢侈品,大約又過(guò)了1個(gè)世紀(jì),帶彈簧的鐘表才成為中產(chǎn)階級(jí)人士的標(biāo)志。 返回目錄↑6、功能簡(jiǎn)述
測(cè)量功能
在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)(或收縮)跟外力呈正比。利用彈簧這一性質(zhì)制成彈簧秤。 緊壓功能觀察各種電器開(kāi)關(guān)會(huì)發(fā)現(xiàn),開(kāi)關(guān)的兩個(gè)觸頭中,必然有一個(gè)出頭裝有彈簧,以保證兩個(gè)出頭緊密接觸,是導(dǎo)通良好。如果接觸不良,接觸處的電阻變大,電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的熱量變大,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)是接觸處的金屬融化。卡口燈頭的兩個(gè)金屬柱都裝有彈簧也是為了接觸良好;至于螺口燈頭的中心金屬片以及所有插座的接插金屬片都是簧片,其功能都是使雙方緊密接觸,以保持到同良好。在何時(shí)磁帶中,有一塊磷青銅的簧片,利用它彎曲形變時(shí)產(chǎn)生的彈力使磁頭與磁帶密切接觸。在訂書(shū)機(jī)中有一個(gè)長(zhǎng)螺旋彈簧它的作用一方面是頂緊釘書(shū)釘,另一方面是當(dāng)最前面的釘被推出后,可以將后面的釘送到最前面以備釘舒適推出,這樣,就能自動(dòng)的將一個(gè)個(gè)釘推到最前面,直到釘全部推出為止。許多機(jī)器自動(dòng)供料,自動(dòng)步槍中的子彈自動(dòng)上膛都靠彈簧的這種功能。此外,象夾衣服的夾子,圓珠筆,鋼筆套上的夾片都利用彈簧的緊壓功能夾在衣服上。 復(fù)位功能彈簧在外力作用下發(fā)生形變,撤去外力后,彈簧就能恢復(fù)狀態(tài)。很多工具和設(shè)備都是利用彈簧這一性質(zhì)來(lái)復(fù)位的。例如,許多建筑物大門(mén)的合頁(yè)上都裝了復(fù)位彈簧人們進(jìn)出后,門(mén)會(huì)自動(dòng)復(fù)位。人們還利用這一功能制成了自動(dòng)傘、自動(dòng)鉛筆等用品,十分方便。此外,各種按鈕和按鍵也少不了復(fù)位彈簧。 帶動(dòng)功能各種各樣的彈簧機(jī)械鐘表,發(fā)條玩具都是靠上緊發(fā)條帶動(dòng)。當(dāng)發(fā)條被上緊時(shí)發(fā)條產(chǎn)生彎曲形變,存儲(chǔ)一定的彈性勢(shì)能。釋放后,彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能,通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。在玩具槍和發(fā)令槍和軍用槍支也是利用彈簧的之一性質(zhì)工作的。 緩沖功能在機(jī)車(chē)汽車(chē)車(chē)架與車(chē)輪之間裝有彈簧,利用彈簧的彈性來(lái)減緩車(chē)輛的顛簸。 振動(dòng)發(fā)聲功能當(dāng)空氣從口琴,手風(fēng)琴中的簧孔中流動(dòng)時(shí),沖擊簧片,簧片震動(dòng)發(fā)出聲音。 返回目錄↑7、串并聯(lián)問(wèn)題串聯(lián):勁度系數(shù)關(guān)系 1/k=1/k1+1/k2 結(jié)論是彈簧越串越軟,越并越硬。 返回目錄↑8、規(guī)定畫(huà)法(1)在平行螺旋彈簧線的視圖上,各圈的輪廓線畫(huà)成直線。 返回目錄↑9、相關(guān)術(shù)語(yǔ)
彈簧
(1)彈簧絲直徑d:制造彈簧的鋼絲直徑。 返回目錄↑10、彈簧的相關(guān)名詞
1.外徑(outside diameter):彈簧線圈的最大直徑,又稱(chēng)大徑。
2.內(nèi)徑(inside diameter):彈簧線圈的最小直徑,又稱(chēng)小徑。 3.節(jié)徑(pitch diameter):外徑與內(nèi)徑的平均直徑。 4.線徑(line diameter):彈簧線的直徑。 5.自由長(zhǎng)度(free length):彈簧在不受外力時(shí)的全長(zhǎng)。 6.總?cè)?shù)(total coils):彈簧由一端至另一端全部的螺旋圈數(shù)。 7.有效圈數(shù)(effective coils):用以支持負(fù)載時(shí),能有效作用的螺旋圈數(shù)。 8.撓曲(deflection):彈簧受外力作用后的變形量。常以 X 表示。 9.彈簧常數(shù)(spring constant):彈簧受外力作用時(shí),負(fù)載與變形量的比值常以載與變形量的比值。常以“K”表示。 10.彈簧指數(shù)(spring index):彈簧線圈的節(jié)徑與線徑的比值。 返回目錄↑11、彈簧的工作應(yīng)力
影響工作應(yīng)力大小的因素有:
1.彈簧承受負(fù)荷的形態(tài)。 2.材料成分及熱處理。 3.振動(dòng)及沖力的效應(yīng)。 4.腐蝕效應(yīng)。 5.彈簧表面狀況 返回目錄↑12、松弛現(xiàn)象 (潛變現(xiàn)象)1.溫度升高:溫度升高,材料會(huì)產(chǎn)生膨脹與軟化現(xiàn)象,致使彈簧限度降低。 2.負(fù)荷增加:負(fù)荷增加,如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則彈簧也會(huì)產(chǎn)生松弛現(xiàn)象簧也會(huì)產(chǎn)生松弛現(xiàn)象。 返回目錄↑13、殘留應(yīng)力彈簧在卷制及熱處理過(guò)程中,都可能殘留些內(nèi)應(yīng)力。疲勞限度材料受反復(fù)應(yīng)力仍不致被破壞的最大限度,稱(chēng)為疲勞限度。大部份的破壞是由疲勞所引起的,不良的表面是彈簧的最大缺點(diǎn)。當(dāng)彈簧有瑕疵或裂縫時(shí),受反復(fù)應(yīng)力易生疲勞破壞。 返回目錄↑14、相關(guān)詞條
地球儀蜂窩煤輪椅軸承鼓風(fēng)機(jī)放大鏡煤氣灶打印機(jī)鐘表輪船高跟鞋速凍食品合成氨保鮮膜方便面碘酊溫室抽油煙機(jī)人造衛(wèi)星三極管蒸餾火柴顯微鏡聯(lián)合收割機(jī) |
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