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【弹簧尺寸】弹簧的种类,选型,材料

弹簧(SPRING)是利用材料的弹性变形缓冲、重置和存储能量的机械部件。

弹簧的种类复杂多样,分类方式也是多种,弹簧一般是可按:行业、常用叫法、形状、材质、特性来等来分类。

这里,我就按常用叫法来分类,那么弹簧可分为:电池弹簧、扭力弹簧、拉力弹簧、线成型弹簧、组合弹簧、复杂弹簧等。

电 池 正 极 和 负 极 弹 簧

电池联体弹簧

扭力弹簧

拉力弹簧

线成型弹簧

组合弹簧

复杂弹簧

弹簧常用的符号与单位

  • 材料直径:也叫线径,用字母d表示,单位:mm、inh
  • 中径:弹簧外径和内径的平均值,用字母D表示,单位:mm
  • 外径:弹簧外部卷尺寸,用字母D2或OD表示,单位:mm
  • 内径:弹簧内部卷制尺寸,用字母D1或ID表示,单位:mm
  • 节距(pitch):弹簧两相邻有效圈截面中心线的轴向距离,用字母t表示,单位mm

弹簧的材料及选型

选择弹簧材料时,应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特性、

工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。

为了保障弹簧能够可靠地工作,其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外,还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢,其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。

弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件,以及加工、热处理和经济性等因素,以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时,可以采用有色金属。此外,还有用非金属材料制做的弹簧,如橡胶、塑料、软木及空气等。

碳素弹簧钢(如65、70钢):价格便宜、来源方便,但弹性极限低;

低锰弹簧钢(如65Mn):淬透性好、强度较高,淬火后易产生裂纹

硅锰弹簧钢(如60Si2MnA):弹性极限高,回火稳定性好,力学性能良好;

铬钒钢(如50CrVA):耐疲劳和抗冲击性能好,价格贵,用于要求高的场合。

注:

1.按受力循环次数N不同,弹簧分为三类:Ⅰ类N>106;Ⅱ类N=103~105以及受冲击载荷的场合;Ⅲ类N<103。

2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组,Ⅰ组强度最高,依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。

3.弹簧的工作极限应力τlim:Ⅰ类≤1.67[τ];Ⅱ类≤1.25[τ];Ⅲ类≤1.12[τ]。

4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。

5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5~4mm直径有效,>4mm取下限。

责任编辑: 鲁达

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