TL2575-33IKTTR弹簧、轴承和传动

弹簧的类型、材料、性能及其应用

弹簧是机械设各中常用的弹性零件,应用时要求弹簧具有适当的刚度,在受外力后能有相当大的弹性变形;而随着外载荷的卸除,变形消失而恢复原状。弹簧的主要功用是控制机构的运动或零件的位置,例如凸轮机构、离合器、活门以及各种调速器中的弹簧;缓冲及吸振,例如各种缓冲器及联轴器中的弹簧;储存能量,例如仪表及仪器中的弹簧;测量力的大小,例如弹簧秤和测力器中的弹簧。

弹簧的类型,根据弹簧形状、载荷种类和用途的不同,弹簧可分为多种类型。其基本类型如下:

螺旋弹簧,由于螺旋弹簧制造简单,成本低廉,因此广泛应用在各种精密机械中。用高质量材料制成的螺旋弹簧,弹性滞后和后效很小,特性稳定,可以作为测量弹簧使用。螺旋弹簧也常用于完成结构的力封闭,使零件间保持一定的压紧力。在某些精密机械中,螺旋弹簧用作机构的能源。

螺旋弹簧是用金属丝(条)按螺旋线卷绕而成,按其形状可分为:圆柱形、圆锥形等;按受载情况可分为拉伸弹簧、压缩弹簧和扭转弹簧。拉伸弹簧和压缩弹簧,从载荷的作用方式来看,其轴向力的作用方向相反,因此这两种弹簧结构有所不同。压缩弹簧通常绕制成开圈弹簧,各圈应留有足够的间距,以使弹簧在载荷作用下得到所需的变形量。拉伸弹簧与此相反,各圈的间距很小或没有间距。图4-1(a)所示为圆柱螺旋拉伸弹簧,图(b)所示为圆柱螺旋压缩弹簧,图(c)所示为圆锥螺旋压缩弹簧,图(d)所示为圆柱螺旋扭转弹簧。

对于压缩弹簧,为了避免工作时产生横向弯曲(失稳),通常高径比(弹簧长度与弹簧中径之比)≤3,若高径比较大时,可将其安放在心轴上进行工作。对于拉伸弹簧和扭转弹簧,高径比没有严格的限制。

其他弹簧,碟形弹簧:如图(c)所示,由碟形钢板叠成,用来承受压缩载荷,主要用于载荷很大,轴向尺寸受限制的重型缓冲减震装置。

环形弹簧:如图(f)所示,由弹性的钢环组成,属于压缩弹簧。环间有摩擦作用,能吸收较多能量,缓冲和吸振能力大,故多用于重型机械的缓冲装置。

盘簧;如图(g)所示,由钢丝或钢带卷成,属扭转弹簧。由于尺寸很小,故常用于仪器和仪表中的储能装置。

板簧:如图(h)所示,由几层钢板迭成,属于弯曲弹簧。主要用于车辆减震。片簧;片簧主要用于弹簧工作行程种作用力均不大的情况,例如,用作电接触点、棘轮机构的棘爪、定位器等接触弹簧。

弹簧种类,(a)圆柱螺旋拉仲弹簧;(b)圆柱螺旋压缩弹簧;(c)圆锥螺旋压缩弹簧;(d)圆柱螺旋扭转弹簧;(e)碟形弹簧;(f)环形弹簧;(g)盘簧;(h)板簧.

弹簧材料及性能,弹簧常在交变载荷或冲击载荷下工作,因此要求弹簧材料具有高的弹性极限、高的疲劳强度;具有一定的塑性和韧性、良好的热处理性能。

选择弹簧材料时,主要应考虑弹簧的工作条件(如:载荷的大小和性质、周围介质的特性、工作温度等)、重要性以及加工和热处理条件等因素。常用的弹簧材料有优质碳素钢、合金钢和有色金属合金。