弹簧知识
弹簧材料
弹簧材料的使用,最普遍的为弹簧钢、琴钢线、不锈钢、油回火线。若以一般合金材料,通常都是使用中碳钢和高碳钢为主,由于弹簧的特性在于能量的储存与释放,所以理想的材料须具备有高强度特性,以确保能具备有较大弹性结构以承受较大的卷绕度。
弹簧材料的运用,因为基本要件必须具备较大的弹性范围,再考虑其应用的需求,进而就成本、疲劳强度、可塑性、耐腐蚀性、磁导性等需求做选择,从成本与收益的角度做考虑,以找出最佳的方案。
合金钢材料的成本在弹簧的占比较大,一般用途的弹簧,对于材料表面质量的可接受范围较广,但是使用于汽车的弹簧,例如: 避震簧、汽门簧,由于涉及人身安全,所以对于材料的表面质量要求特别严格,对于裂痕、凹痕几乎不被允许,所以其成本更高。
弹簧设计
有一部分的弹簧已属于标准化的规格品,但是大部分的弹簧属于订制品,设计人员在设计弹簧之初,建议先考虑以下几个重点:
- 依据机构内的需要,决定弹簧功能属性在于扭力、拉力或压力需求
- 寻找弹簧厂,讨论可行性
- 选择不同替代方案
- 评估成本
先将弹簧的功能定义好后,再决定执行该功能的所有适用的弹簧类型与配置,从中选择最为经济实惠又可满足空间要求的弹簧。 与弹簧厂沟通后,再决定形状与设计等相关细节,方便找到最适合的弹簧,如此可避免设计出来的弹簧难以制造,以降低采购成本。
拉伸弹簧、压缩弹簧与扭力弹簧在弹簧种类里面属于最大宗,压缩弹簧主要运用在执行推动的功能,若需要较大的变形量,压缩弹簧是最普遍的选择。扭力弹簧通常用在门、盖子或其他有轴心旋转的机构用途。 拉伸弹簧和定力弹簧,拉伸弹簧较为普遍,同样具备拉力功能,定力弹簧与动力弹簧类似,主要的负载是拉力,而不是扭力。。
弹簧设计功能通常都是用来储存能量,被装置在结构当中,弹簧在减速过程中储存来自部件的动能,而在加速过程中将该能量释放以减少负载。扭力弹簧最常被用在窗帘与各类门板,压簧的运用范围则最为广泛。