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Spring type
弹簧切变模量G是什么
材料发生切应变转过单位角度所需要的应力,与弹性模量有换算关系,G=E/(2*(1+n)),E是弹性模量,n为泊松比,可以先测出弹性模量,再求出G。
如图斜直线OA部分和微弯曲段AB部分。斜直线OA表示应力与应变成正比变化,即材料服从胡克定律。直线的更高点A所对应的应力称作比例极限,它是材料服从胡克定律时可能产生的更大应力值。按胡克定律计算,斜直线 OA上应力与应变的比值就是弹性模量 E,即E=σp/ε= tanα
在变形很小时,工程应力S和真应力σ及工程应变e和真应变ε都非常接近,故在工程中可用式 E=σ/ε进行计算。
切变模量G是根据弹性模量E换算得出,即G=E/[2(1+υ)]
式中υ为泊松比,钢材的υ≈0.3。
弹簧常见的切变模量G和弹簧模量E为:
碳素弹簧钢丝(GB/T 4357)切变模量G为79,弹性模量E为206,单位GPa。
油淬火-回火弹簧钢丝(GB/T 18983)切变模量G为78,弹性模量E为200,单位GPa。
硅锰、铬钒、铬硅切变模量G为79,弹性模量E为206,单位GPa。
弹簧用不锈钢丝切变模量G为71,弹性模量E为193,单位GPa。
硅青铜切变模量G为41单位GPa。
铍青铜切变模量G为44,弹性模量E为129.5,单位GPa。
弹簧加工厂,东莞弹簧设计加工厂家,可根据客人要求设计加工压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧、发条弹簧、异形弹簧等各种类弹簧五金,采用优质材料,SUS304、SUS631、SUS316、WPB、SWC、65Mn、T9A、80#、82B、60Si2MnA、55CrSi、50CrVA等精密加工,力度稳定,耐腐蚀性能强,寿命持久。
扭簧
说起扭簧,不知道我们是否熟悉,想必我们都听过弹簧吧,这是一种类似于弹簧的机械结构,在机械领域发挥了重大作用。关于扭簧的设计方面我们需要特别关注一下,包括扭簧的设计原理、设计流程、设计结构、设计标准,了解这些后,我们对扭簧的认识会更加深刻,现在让我们一起来详细的了解下吧。
扭簧是一种机械蓄力结构,主要用于古代弩炮和其他弩类远射武器。扭力弹簧通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料的扭曲或旋转进行蓄力,利用杠杆原理释放,使被发射物具有一定的机械能。
d (弹簧线径) :该参数描述了弹簧线的直径。
D` (心轴更大直径):该参数描述的是工业应用中弹簧轴的更大直径,公差±2%。
D1 (内径): 弹簧的内径等于外径减去两倍的线径。扭簧在工作过程中,内径可以减小到心轴直径。
D2 (外径) : 等于内径加上两倍的线径。扭簧在工作过程中,外径将变小。
H0(自由长度):弹簧不受任何外力时的长度。
σ1(安装应力):扭转至安装角度时弹簧所承受应力大小。
σ2(工作应力):扭转至工作作度时弹簧所承受应力大小。
σs(试验应力): 材料所能承受弹簧工作时的极限应力。
T` (弹簧刚度): 这个参数确定弹簧工作时的阻力。单位 牛顿 * 毫米/度。
螺旋方向 : 右旋弹簧反时针方向旋,左旋弹簧顺时针方向旋。
扭簧设计原理
扭簧利用杠杆的原理,通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料的扭曲或旋转,使之具有极大的机械能。是承受扭转变形的弹簧,它的工作部分也是各圈或是紧密围绕或是分开围绕。扭转弹簧的端部结构是加工成各种形状的扭臂,由单扭至双扭,乃至各种扭杆之变形,得依设计成型。扭转弹簧常用于机械中的平衡机构,在汽车、机床、电器等工业生产中广泛应用。
目前,广泛应用的弹簧应力和变形的计算公式是根据材料力学推导出来的。若无一定的实际经验,很难设计和制造出高精度的弹簧,随着设计应力的提高,以往的很多经验不再适用。例如,弹簧的设计应力提高后,螺旋角加大,会使弹簧的疲劳源由簧圈的内侧转移到外侧。
扭簧的设计流程
现很大部份产品都是先设计外观和结构,再来考虑用什么样的弹簧去实现功能,此时扭簧的设计流程需要围绕现有的结构。当结构被设计好以后再来设计扭簧时,扭簧就有一个空间大小的限制。首先我们要先明白这个结构需要用到什么样式的扭簧、扭簧内径和外径限制、扭簧臂长限制,扭簧的安装角度限制、扭簧工作角度及对应的扭矩大小限制。扭簧的设计需要在这些限制内进行,通过这些数据我们就可以推导出合适这些限制的弹簧参数。
扭簧设计结构
扭簧的设计结构主要需要满足产品的安装及工作性质。弹簧的安装主要是扭臂的形状,这个受产品的空间限制,扭簧设计需要根据空间大小选择合适的扭簧样式。工作性质主要体现于弹簧需要实现的工作方式,比如弹簧是向左扭还是向右扭或是左右都会扭、弹簧的工作频率属于动载荷还是静载荷,弹簧的工作环境是常温还是高温或是低温,弹簧的防腐要求等。这些方面会直接影响到弹簧的结构、选材及设计方法。下图为弹簧的常见结构。
设计标准
弹簧的设计标准主要是通过正确的设计方法去实现产品的工作要求,设计的公式及方法可以参考《弹簧手册》。这里列出扭簧设计所需的几个主要设计公式:
扭簧刚度公式,Ed^4/3670/Dn(单位Nmm/°)
扭簧扭矩公式, Ed^4/3670/Dn*扭转角度
弹簧允许的更大扭矩计算公式,πd^3/32*σs
不锈钢弹簧丝
不锈钢弹簧丝即生产弹簧用不锈钢材料,不锈钢弹簧丝可分为: 全软、1 /4 硬、半硬、3/4 硬、全硬、特硬这几种硬度,可根据用途生产各种类精密不锈钢弹簧。不锈钢弹簧材料因其物质含量不同而具备不同的耐腐蚀性、耐高低温、无磁性等特性。以下是几种常见的不锈钢材料:
304 是一种通用性的不锈钢, 它广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件。 304 不锈钢是一种通用性的不锈钢材料, 防锈性能比 200 系列的不锈钢材料要强。 304 不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。304 不锈钢材料浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中, 具有很强的抗腐蚀性。 对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。
301材质: 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象, 被用于要求较高强度的各种场合。
302材质: 不锈钢实质上就是含碳量更高的 304 不锈钢的变种, 通过冷轧可使其获得较高的强度。
302B材质: 是一种含硅量较高的不锈钢, 它具有较高的抗高温氧化性能。
303材质: 和 303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢, 用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。
303Se材质: 不锈钢也用于制作需要热镦的机件, 因为在这类条件下,这种不锈钢具有良好的可热加工性。
304L 材质:是碳含量较低的 304 不锈钢的变种, 用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少, 而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀(焊接侵蚀) 。
304N材质: 是一种含氮的不锈钢, 加氮是为了提高钢的强度。
316材质: 因添加 Mo, 故其耐蚀性、 耐大气腐蚀性和高温强度特别好, 可在苛酷的条件下使用; 加工硬化性优(无磁性) 。
碳钢与不锈钢的区别
碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢, 而略低于奥氏体型不锈钢; 电阻率按碳钢、 铁素体型、 马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增;线膨胀系数大小的排序也类似, 奥氏体型不锈钢更高而碳钢最小; 碳钢、 铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性, 奥氏体型不锈钢无磁性, 但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性, 可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。 奥氏体型不锈钢与碳钢相比, 具有下列特点:
1、 高的电阻率, 约为碳钢的 5 倍。
2、大的线膨胀系数, 比碳钢大 40%, 并随着温度的升高, 线膨胀系数的数值也相应地提高。
3、低的热导率, 约为碳钢的 1/3。特点稳定的线性。
4、均匀且美观的表面状态。
5、暴露于恶劣环境时的耐蚀性佳。
6、无论是无磁性或弱磁性的弹簧线, 均可广泛使用于电子及家电产品。
不锈钢弹簧加工厂,东莞不锈钢弹簧设计加工厂家,可根据客人要求设计加工压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧、发条弹簧、异形弹簧等各种类弹簧五金,采用优质材料不锈钢弹簧丝精密加工,力度稳定,耐腐蚀性能强,寿命持久。
大扭簧
大扭转弹簧在机械工程中主要用作压紧和储能,也可用作传动系统中的弹性环节等。螺旋扭转弹签所用材料的截面多为圆形,其次是矩形,也有用椭圆形和梯形的。大扭簧适用于∶缓冲或减振、机械的储能、控制运动、测力装置。除此之外,在机械设备、仪表、日用电器及生活器具上也都使用着各式各样的大扭簧。
大扭簧扭力大概是多少
大扭簧扭力大小需根据材料来看,不同的材料对应力有着不同的承受范围,大扭簧的扭力越大对应产生的应力就越大。一般大扭簧产生的应力应是对应试验扭矩的20%-80%,大扭簧扭力大小可以大至从材料的许用应力去看。比方:不锈钢丝的动负荷许用应力为0.45-0.55,一般我们都取下限值。某进口不锈钢302材料,线径2.0mm,材料抗拉强度为1676MPa,那么弹簧的许用应力为754MPa,那么对应扭矩大小约为592N。大扭簧扭力大小可以通过这种办法对所用材料的极限力度大小做一个大至的评诂。如果扭矩达不到使用要求,需要换用更大规格的线径后再对参数进行详细的计算。
大扭簧安装
大扭簧一般以直臂扭转弹簧出现,但如果弹簧线径不是很大,那么和常规扭簧的安装区别就不是很大,以下是常见的几常扭簧安装方式:
大扭簧设计
大扭簧的设计合理性决定了弹簧的成本及工作的合理性,设计需要考虑生产加工的难易度和弹簧成本的平衡点,其计算过程可以按次顺序进行:
1、根据力度大小计算所需材料直径大小;
2、根据线径推荐旋绕比值选取中径大小;
3、计算大扭簧刚度和扭转变形角;
4、计算扭簧有效圈数;
5、计算试验扭矩;
6、计算芯轴直径;
7、验算工作寿命;
如需了解详细方法,可购买《弹簧手册》进行详细研读。也可以联系我们,我司有专业的设计工程师可协助进行弹簧的设计与研发。
东莞弹簧厂,圆柱扭力弹簧设计加工厂家,可根据客人要求设计生产批发各种类常数扭转弹簧,扭簧种类多,测量仪器全,采用优质材料精密加工系数稳定,寿命持久。
拉簧的更大拉伸量多少
拉簧也是应用比较多的一种弹簧,但由于两端钩环易损坏,所以尽可能采用压缩弹簧代替。螺旋拉伸弹簧所用弹簧材料截面多为圆形、也有用矩形的。
为了保证指定长度时的力度,拉簧的更大拉伸量应在试验载荷下变形量的0.2~0.8范围内。在特殊需要保证刚度时,其刚度按试验载荷下变形量的30% ~70%选取。试验载荷为测定拉簧力度时,弹簧允许承受的更大力度,其值可以通过公式(πd^3/8/D0τsf进行计算。再通过减去初拉力,除以刚度就可以得到拉簧的更大拉伸量。
东莞弹簧厂,拉簧生产批发厂家。公司拥有精密加工设备与弹簧测力计,按各类管控标准制造高性价比的弹簧产品。厂家同时配备有专业设计服务,可针对不同要求设计弹簧。弹簧大拉伸量、高弹力、高寿命、耐高温等。
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