圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)

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1、圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)、制造、材料及許用應(yīng)力(一)圓柱螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)形式　　1.圓柱螺旋壓縮彈簧　　　　如下左圖所示，彈簧的節(jié)距為p,在自由狀態(tài)下，各圈之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g距δ，以便彈簧受壓時(shí)，有產(chǎn)生相應(yīng)變形的可能。為了使彈簧在壓縮后仍能保持一定的彈性，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮在最大載荷作用下，各圈之間仍需保留一定的間距δ1。δ1的大小一般推薦為:　δ1=0.1d≥0.2mm　　式中d為彈簧絲的直徑。圓柱螺旋壓縮彈簧圓柱螺旋壓縮彈簧的端面圈　　彈簧的兩個(gè)端面圈應(yīng)與鄰圈并緊(無間隙)，只起支承作用，不參與變形，故稱為死圈。當(dāng)彈簧的工作圈數(shù)n≤

2、7時(shí)，彈簧每端的死圈約為0.75圈；n>7時(shí)，每端的死圈約為1～1.75圈。這種彈簧端部的結(jié)構(gòu)有多種形式(上右圖)最常用的有兩個(gè)端面圈均與鄰圈并緊且磨平的YI型(圖a)、并緊不磨平的YIII型(圖c)和加熱卷繞時(shí)彈簧絲兩端鍛扁且與鄰圈并緊(端面圈可磨平，也可不磨平)的YII型(圖b)三種。在重要的場合，應(yīng)采用YI型，以保證兩支承端面與彈簧的軸線垂直，從而使彈簧受壓時(shí)不致歪斜。彈簧絲直徑d≤0.5mm時(shí)，彈簧的兩支承端面可不必磨平。d>0.5mm的彈簧，兩支承端面則需磨平。磨平部分應(yīng)不少于圓周長的3/4。端頭厚度一般不小于d

3、/8，端面粗糙度應(yīng)低于。2．圓柱螺旋拉伸彈簧　　如下左圖所示，圓柱螺旋拉伸彈簧空載時(shí)，各圈應(yīng)相互并攏。另外，為了節(jié)省軸向工作空間，并保證彈簧在空載時(shí)各圈相互壓緊，常在卷繞的過程中，同時(shí)使彈簧絲繞其本身的軸線產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。這樣制成的彈簧，各圈相互間即具有一定的壓緊力，彈簧絲中也產(chǎn)生了一定的頂應(yīng)力，故稱為有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧。這種彈簧一定要在外加的拉力大于初拉力P0后，各圈才開始分離，故可較無預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧節(jié)省軸向的工作空間。拉伸彈簧的端部制有掛鉤，以便安裝和加載。掛鉤的形式如下右圖所示。其中LI型和LII型制造方便，應(yīng)用很廣。但

4、因在掛鉤過渡處產(chǎn)生很大的彎曲應(yīng)力，故只宜用于彈簧絲直徑d≤l0mm的彈簧中。LVII、LVIII型掛鉤不與彈簧絲聯(lián)成一體，故無前述過渡處的缺點(diǎn)，而且這種掛鉤可以轉(zhuǎn)到任意方向，便于安裝。在受力較大的場合，最好采用LVII型掛鉤，但它的價(jià)格較貴。圓柱螺旋拉伸彈簧圓柱螺旋拉伸彈簧掛鉤的形式(二)制造　　螺旋彈簧的制造工藝包括：a)卷制；b)掛鉤的制作或端面圈的精加工；c)熱處理；d)工藝試驗(yàn)及強(qiáng)壓處理。（強(qiáng)壓處理是使彈簧在極限載荷作用下持續(xù)6～48h，以便在彈簧絲截面的危險(xiǎn)區(qū)產(chǎn)生塑性變形和殘余應(yīng)力，從而提高彈簧的靜載強(qiáng)度。用于長

5、期振動(dòng)，高溫和腐蝕性介質(zhì)中的彈簧，以及一般用途的彈簧不應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)壓處理。）　　卷制是把合乎技術(shù)條件規(guī)定的彈簧絲卷繞在芯棒上。大量生產(chǎn)時(shí)，是在萬能自動(dòng)卷簧機(jī)上卷制；單件及小批生產(chǎn)時(shí)，則在普通車床或手動(dòng)卷繞機(jī)上卷制?！　【碇品掷渚砑盁峋韮煞N。冷卷用于經(jīng)預(yù)先熱處理后拉成的直徑d<(8～10)mm的彈簧絲；直徑較大的彈簧絲制作的強(qiáng)力彈簧則用熱卷。熱卷時(shí)的溫度隨彈簧絲的粗細(xì)在800～1000℃的范圍內(nèi)選擇。不論采用冷卷或熱卷，卷制后均應(yīng)視具體情況對(duì)彈簧的節(jié)距作必要的調(diào)整?！　?duì)于重要的壓縮彈簧，為了保證兩端的承壓面與其軸線垂直，應(yīng)將端

6、面圈在專用的磨床上磨平；對(duì)于拉伸及扭轉(zhuǎn)彈簧，為了便于聯(lián)接、固著及加載，兩端應(yīng)制有掛鉤或桿臂(參看上圖<圓柱螺旋拉伸彈簧掛鉤的形式>及右圖)。扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧彈簧在完成上述工序后，均應(yīng)進(jìn)行熱處理。熱處理后的彈簧表面不應(yīng)出現(xiàn)顯著的脫碳層。冷卷后的彈簧只作回火處理，以消除卷制時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力?！　〈送猓瑥椈蛇€須進(jìn)行工藝試驗(yàn)和根據(jù)彈簧的技術(shù)條件的規(guī)定進(jìn)行精度、沖擊、疲勞等試驗(yàn)，以檢驗(yàn)彈簧是否符合技術(shù)要求。要特別指出的是，彈簧的持久強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度，在很大程度上取決于彈簧絲的表面狀況，所以彈簧絲表面必須光潔，沒有裂紋和傷痕等缺陷。表面脫碳

7、會(huì)嚴(yán)重影響材料的持久強(qiáng)度和抗沖擊性能。因此脫碳層深度和其它表面缺陷應(yīng)在驗(yàn)收彈簧的技術(shù)條件中詳細(xì)規(guī)定。重要的彈簧還須進(jìn)行表面保護(hù)處理(如鍍鋅)；普通的彈簧一般除以油或漆。(三)彈簧的材料及許用應(yīng)力　　　　為了使彈簧能夠可靠地工作，彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限，同時(shí)應(yīng)具有足夠的韌性和塑性，以及良好的可熱處理性?！　　　　　　　〕Ｓ脧椈射撝饕邢铝袔追N：　碳素彈簧鋼　　這種彈簧鋼的憂點(diǎn)是價(jià)格便宜，原材料來源方便；缺點(diǎn)是彈性極限低，多次重復(fù)變形后易失去彈性，且不能在高于120℃的溫度下正常工作?！〉湾i彈簧鋼(例如65Mn

8、)　　這種彈簧鋼與碳素彈簧鋼相比，優(yōu)點(diǎn)是淬透性較好和強(qiáng)度較高；缺點(diǎn)是淬火后容易產(chǎn)生裂紋及熱脆性。但由于價(jià)格便宜，所以一般機(jī)械上常用的尺寸不大的彈簧可以用此種材料制造，例如離合器彈簧等。　硅錳彈簧鋼(例如60Si2MnA)　　　　　　　這種鋼中因加入了硅，故可顯著地提高彈性極限，并提高了回火穩(wěn)定性，因而可