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圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法

时间:2013-04-14 07:54来源:弹簧网 作者:www.zhaotanhuang.com 点击:
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[导读] 拉伸弹簧工作图的审核,在有些方面类似压缩弹簧,但更多的方面,由于拉伸弹簧的自身特点,需要在审图时给予注意。 1.图面审核 审核拉伸弹簧的图面,主要是看弹簧的钩环位置是

拉伸弹簧工作图的审核,在有些方面类似压缩弹簧,但更多的方面,由于拉伸弹簧的自身特点,需要在审图时给予注意。

1.图面审核

审核拉伸弹簧的图面,主要是看弹簧的钩环位置是否唯一地确定。实际工作中发现,由于对钩环位置的疏忽,往往会带来很多不必要的麻烦,甚至造成弹簧报废。这个问题主要是由于缺少钩环在垂直弹簧轴线平面上的投影图,使钩环的形式及两端钩环的相对位置不能唯一地确定。如图4-5所示,虽然圈a和图b的主视图相同,但钩环的形式和相对位置却不一样,如果没有左视图,这分图纸就无法指导生产了。
圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法

2.几何参数的校核

拉伸弹簧的几何参数较为简单,除弹簧外径D、中径D2和内径D1可按式(4-3)和(4-4)计算外,其余的主要几何参数为自由长度和展开长度,其计算公式如下:

半圆钩环(LI型,见表9-2)拉簧
圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法

使用以上公式时,应注意工作图上的拉簧长度使用的计算公式,是否与拉簧的钩环型式相一致。

另外,对于不要求初拉力的拉簧,其圈与圈之间将或多或少有些间隙。当弹簧的圈数较多时,这些间隙值的累计,必然会影响弹簧自由长度的理论值,遇到这种情况,审图时,需要与用户协商。

3.物理参数的审核

拉伸弹簧的载荷、变形及应力的审核方法与计算公式和压缩弹簧相同(参见式(4—9)式(4-12))。需要指出的是:拉伸弹簧的总变形量为有效圈所产生的变形量和两端钩环所产生的变形量的总和。试验表明,对于半圆钩环,如果把每个钩环的变形量换算成有效圈数,则相当于O.1圈,即半圆钩环的拉簧,总有效圈数为(n+0.2)圈,对于整圆钩环的拉伸弹簧,如果把每个钩环的变形量换算成有效圈教,则相当于0.25~0.5圈,即整圆钧环拉簧,总有效圈数为(n+0.5~1)圈。对于精度要求不高的弹簧,可以忽略钩环对变形的影响。但对于精度要求比较高的弹簧,就必须考虑钩环对变形的影响。

拉伸弹簧钩环处的应力集中,是导致弹簧断裂的重要原因之一,审图时有必要校核钩环危险截面的应力值。

不同类型的钩环,其危险截面的位置及应力集中的程度不同。其中以圆链环压中心的拉伸弹簧的钓环处应力集中为高。如图4-6所示,拉伸弹簧拉伸时,A、B点处分别承受最大弯曲应力和扭转应力。推荐r2和r4≥2d。对于重要的拉伸弹簧,其应力可按下式计算:
圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法

对于有初拉力的拉簧,其初拉力是否合适,对制造的可能性和经济性都有很大的关系。审图时,要根据需要和可能予以认真分析。

初拉力P。的计算公式为:
圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法

式中初应力r。的大小随弹簧旋绕比和加工方法的不同而不同,并与弹簧材料及其直径大小有关,一般可参照图4—7的阴影区选取,或粗略按下式估算:
圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法

将(4-20)式代入(4-19)式,则初拉力的估算式为:
圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法

对于碳索或合金弹簧钢(G=78400MPa):
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对于不锈钢弹簧钢丝(G=68600MPa):
圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法
圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法

如果图纸要求的初拉力比上述公式的计算值大,则需要采用特殊的工艺措施。这时,对初应力r。的估计,可修正式(4-20)分母中的常数100,代之以80~50中的某一数值,相应的初拉力估算公式为:

碳素或台金弹簧钢丝:
圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法

不锈钢弹簧钢丝:
圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法

值得注意的是,有时为提高材料的弹性极限和疲劳强度,需对拉簧施行低温回火处理,这种处理往往降低了卷制时产生的初拉力。因此,在审核图纸时,需要同时考虑到回火后初拉力的减少及这种减少是否影响弹簧工作图的规定初拉力值。

不同温度下回火,弹簧初拉力的残存百分比见表4-3。
圆柱拉伸螺旋弹簧工作图审核方法

4.技术条件的审核

拉伸弹簧的技术条件比压缩弹簧简单些,其主要审核内容是:

1)拉簧的形状和位置偏差应符合GB1239-76的规定。

2)有初拉力的弹簧必须用淬火状态的钢丝制造。如果发现图纸规定的材料无淬火状态供应时,应及时与用户协商,以代之适宜的材料。

3)不要求初拉力的弹簧,不能同时要求弹簧圈之间没有间隙。一般可建议圈与圈之间的间隙值为0.2d(材料直径)。

4)材料直径较小、有效圈数很多(即弹簧的自由长度长)、弹簧旋绕比较大的拉簧,在电镀时不易保证质量,若图纸上要求对弹簧施行电镀处理,可建议改甩相应的电镀材料制造,以保证弹簧质量,同时也不影响使用性能。 

(责任编辑:www.zhaotanhuang.com)
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