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圆锥螺旋压缩弹簧的有芯卷制

时间:2013-05-17 06:44来源:弹簧网 作者:www.zhaotanhuang.com 点击:
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[导读] 圆锥螺旋压缩弹簧(简称圆锥压簧)因其形状而得名。变形时,弹簧圈开始接触前的刚度为常数。弹簧圈开始接触后的刚度,随着有效圈数的减少而逐步增大,一直到全部弹簧圈压拼为

  圆锥螺旋压缩弹簧(简称圆锥压簧)因其形状而得名。变形时,弹簧圈开始接触前的刚度为常数。弹簧圈开始接触后的刚度,随着有效圈数的减少而逐步增大,一直到全部弹簧圈压拼为止。这种弹簧有利于防止共振发生,多用于需要减振的场合。
  
  根据圆锥压簧的结构特点,它分为等螺旋角圆锥压簧和等节距圆锥压簧两种,分别见图6-21和图6-22。
圆锥螺旋压缩弹簧的有芯卷制  
  圆截面材料圆锥压簧的主要计算公式列于表6-2。公式中备符号的意义参见图6-23。
圆锥螺旋压缩弹簧的有芯卷制
圆锥螺旋压缩弹簧的有芯卷制  
  圆锥压簧的卷制与圆柱压簧的卷制类似,材料直径较小时采用冷卷,材料直径较大时采用热卷。
  
  冷卷圆锥压簧的芯轴如图6-24所示,为了防止弹簧材料向下端下滑,与卷制圆柱弹簧的芯轴不同,芯轴上需要加工出螺旋槽。考虑到回车后卸簧方便,芯轴上的槽深必须小于弹簧直径回弹量的一半,且一般又不大于材料半径。
圆锥螺旋压缩弹簧的有芯卷制  
  用带螺旋槽的芯轴卷簧时,不需挂轮,靠芯轴上的螺旋槽推动材料前进。
  
  卷制圆锥压簧的芯轴计算与圆柱螺旋弹簧的卷簧芯轴一样,只是应分大小端计算就行了。芯轴上的螺旋槽可用车床车出。对于等螺距圆锥压簧,其卷簧芯轴一般用锥度靠模在车床上加工出来。大小端的支承圜一般可在各自相应的圆柱面上卷制。下面举例说明芯轴的计算。
  
  倒8:某设备上使用的圆锥压簧,材料为Ⅱa组碳素弹簧钢,材料直径d=8mm,抗拉强度σb=1225MPa(125kgf/mm2),弹性模量E=196GPa(20000kgf/mm2),其它尺寸见图6-25。其芯轴的几何尺寸为:
  
  1)芯轴直径
  
  根据式(6-13),小头芯轴直径:
圆锥螺旋压缩弹簧的有芯卷制  
  大头芯轴直径
圆锥螺旋压缩弹簧的有芯卷制  
  2)卷制圈数
  
  根据式(6-15),考虑回弹及回火的影响,该弹簧的卷制总圈n1为:
圆锥螺旋压缩弹簧的有芯卷制  
  以上计算中,均以圆锥压簧的平均中径和平均芯轴直径计算。车削时,可在卷制工作圈的锥面芯轴上按上述计算结果车削螺旋槽。
  
  3)卷制节距
  
  卷制节距也即芯轴螺旋槽之间的轴向距离,是车制芯轴时必须估算的参数。由于不易精确地计算,一般是根据实践经验,先估计所需要的卷制高度,然后再估算卷制螺距t前(即回弹前的螺距)。本例考虑到强压处理所需的预制高度,设卷制高度为145mm,于是
圆锥螺旋压缩弹簧的有芯卷制  
  4)螺旋槽深度
  
  大端的内径回弹量△D1大=110-8-89.44=12.56mm。于是,取大端槽深为3mm。
  
  小端的内径回弹量△D1小=37.1-8-27.55=1.55mm。考虑到加工方便,取小端槽深为Imm。卸簧时,类似卸螺母一样,适当旋转弹簧即可取下。
  
  5)芯轴毛坯的外圈直径
  
  根据以上计算结果,芯轴毛坯的大端直径为89.44+2×3=9544≈95.4(mm);小端直径为27.55+2×1=29.55≈29.6(mm)。
  
  车制后的芯轴形状见图6-24。
  
  从本例可以看出,有芯卷制圆锥螺旋弹簧的芯轴加工较圆柱螺旋弹簧复杂。单件生产时,为方便起见,也可卷制成密圈后再进行开档(即加工出节距),这时就不必要螺旋槽。为防止钢丝下滑,卷制时可从小端开始。锥度较小的圆锥螺旋弹簧,也可以直接用光滑的圆锥形芯轴卷制。这时,由于圆锥角较小,钢丝与芯轴之间韵摩擦力,足以阻止弹簧毛坯向小端滑动而橙开。
  
  冷卷圆锥螺旋压缩弹簧的工艺路线与圆柱螺旋压缩弹簧相同。

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