彈簧材料

彈簧材料的使用,最普遍的為彈簧鋼、琴鋼線、不鏽鋼、油回火線。若以一般合金材料,通常都是使用中碳鋼和高碳鋼為主,由於彈簧的特性在於能量的儲存與釋放,所以理想的材料須具備有高強度特性,以確保能具備有較大彈性結構以承受較大的捲繞度。

彈簧材料的運用,因為基本要件必須具備較大的彈性範圍,再考慮其應用的需求,進而就成本、疲勞強度、可塑性、耐腐蝕性、磁導性等需求做選擇,從成本與收益的角度做考量,以找出最佳的方案。

合金鋼材料的成本在彈簧的佔比較大,一般用途的彈簧,對於材料表面品質的可接受範圍較廣,但是使用於汽車的彈簧,例如: 避震簧、汽門簧,由於涉及人身安全,所以對於材料的表面質量要求特別嚴格,對於裂痕、凹痕幾乎不被允許,所以其成本更高。

彈簧設計

有一部分的彈簧已屬於標準化的規格品,但是大部分的彈簧屬於訂製品,設計人員在設計彈簧之初,建議先考量以下幾個重點:

  1. 依據機構內的需要,決定彈簧功能屬性在於扭力、拉力或壓力需求
  2. 尋找彈簧廠,討論可行性
  3. 選擇不同替代方案
  4. 評估成本

先將彈簧的功能定義好後,再決定執行該功能的所有適用的彈簧類型與配置,從中選擇最為經濟實惠又可滿足空間要求的彈簧。 與彈簧廠溝通後,再決定形狀與設計等相關細節,方便找到最適合的彈簧,如此可避免設計出來的彈簧難以製造,以降低採購成本。

拉伸彈簧、壓縮彈簧與扭力彈簧在彈簧種類裡面屬於最大宗,壓縮彈簧主要運用在執行推動的功能,若需要較大的變形量,壓縮彈簧是最普遍的選擇。扭力彈簧通常用在門、蓋子或其他有軸心旋轉的機構用途。 拉伸彈簧和定力彈簧,拉伸彈簧較為普遍,同樣具備拉力功能,定力彈簧與動力彈簧類似,主要的負載是拉力,而不是扭力。

彈簧設計功能通常都是用來儲存能量,被裝置在結構當中,彈簧在減速過程中儲存來自部件的動能,而在加速過程中將該能量釋放以減少負載。扭力彈簧最常被用在窗簾與各類門板,壓簧的運用範圍則最為廣泛。