弹簧

2019年03月19日

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。一般用弹簧钢制成。用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量、测量力的大小…等,广泛用于机器、仪表中。

 

弹簧只是个蓄能器,它有储存能量的功能,但不能慢慢地把能量释放出来,要实现慢慢释放这一功能应该靠“弹簧+大传动比机构”实现,常见于机械表。

 

弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件,弹簧在受载时能产生较大的弹性变形,并把机械功或动能转化为变形能,而在卸载后弹簧的变形消失并回复到原状,同时将变形能转化为机械功或动能


弹簧的载荷与变形之比称为弹簧刚度,刚度越大,则弹簧越硬。


 

弹簧的主要功能

①控制机械的运动,如:内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧…等。

②吸收振动和冲击能量,如:汽车、火车车厢下的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧…等。

③ 储存及输出能量作为动力,如:钟表弹簧、枪械中的弹簧…等。

④用作测力元件,如:测力器、弹簧秤中的弹簧…等。


弹簧分类

按受力性质,弹簧可分为:拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧。

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按形状可分为:螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、波形弹簧、板弹簧、截锥涡卷弹簧、发条弹簧(卷弹簧)、扭杆弹簧、地弹簧、卡簧、异型弹簧…等。


按制作过程可分为:冷卷弹簧和热卷弹簧(丝直径小于8毫米的一般用冷卷法,大于8毫米的用热卷法)。


按弹性元件的材料可分为:金属弹簧、橡胶弹簧、聚氨酯弹簧、液压弹簧、气弹簧、氢气弹簧…等。


按弹簧丝截面的形状可分为:圆形截面弹簧和矩(方)形截面弹簧。


金属弹簧的制造材料一般来说应具有:高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能…等,常用的有:碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢、有色金属合金(铜合金、镍合金)…等。

 


弹簧发展简史

弹簧很早很早之前就有应用了,古代的弓和弩就是两种广义上的弹簧。

 

弹簧的发明家严格意义上应该是英国科学家虎克(Robert Hooke),虽然那时螺旋压缩弹簧已经出现并广泛使用,但虎克提出了“虎克定律”——弹簧的伸长量与所受的力的大小成正比,正是根据这一原理,1776年,使用螺旋压缩弹簧的弹簧秤问世。不久,根据这一原理制作的专供钟表使用的弹簧也被虎克本人发明出来。而符合“虎克定律”的弹簧才是真正意义上的弹簧。

 

碟形弹簧是法国人贝勒维尔发明的,是用金属板料或锻压坯料而成的截锥形截面的垫圈式弹簧。在近代工业出现之后,除了碟形弹簧之外,还出现了气弹簧、橡胶弹簧、涡卷弹簧、模具弹簧(氢气弹簧)、不锈钢弹簧、空气弹簧、记忆合金弹簧、高温弹簧…等新型弹簧。


氮气弹簧的发展情况

氮气弹簧是一种具有弹性功能的部件。它将高压氮气密封在确定的容器中,外力通过柱塞杆将氮气压缩,当外力去除时靠高压氮气膨胀来获得一定的弹压力,这种部件称为氮气缸或气体弹簧,简称氮气弹簧(Nitrogen Cylinder;Gas Spring)。

 

目前常规弹性元件有弹簧、橡皮和气垫,这些弹性元件在工业领域中得到了广泛的应用,解决了各种弹性储能的需要。在模具工业中,更是被大量使用着。这些年来,模具技术和模具制造水平有了很大的发展和提高,工业产品对模具的需求量也越来越大,模具朝着精密、复杂、高效、长寿命的方向迅速发展。而原有的常规弹性元件存在一定的缺点,不能满足这种形势的需要,不能理想地解决冲压工艺中的要求。这种情况往往会影响到冲压件的质量,使模具结构设计变得比较复杂,影响了模具在压力机上更换的时间;同时常规弹性元件占有模具空间太大,正大、增大了模具制造的成本。例如弹簧、橡皮均存在着需要预紧,才能达到设计所需的弹压力,而它们的弹压力又是随行程加大而明显地增大,这种弹压里不恒定的性能,可能导致零件不能成形,对拉延力是很不理想的。对于复杂的拉延成型零件,这个矛盾就显得特别突出,有时只好采用增加工序的办法来解决这类问题。再如弹簧、橡皮的起始力都不大,这一点对要求起始力比较大的弯曲、翻边等工艺,也不理想。由此产生的结果是,冲压制件的质量不稳定,调整模具费时费力。对于密集型冲头的冲裁工艺,如采用弹簧和橡皮卸料,往往会遇到模具的卸料空间不够安放弹簧或橡皮,因而需要加大模具空间来解决这类问题。还可以举出不少这类例子。当前冲压设计人员只能采用气垫来弥补这些不足。但是采用压力机气垫时,模具的设计,调整使使用者不很方便;由于气压的波动和管道节流损失,气垫所提供的力量也不是很准确;它所占有的空间比较大;需要配备专用的压缩空气站,况且并非所有的压力机均配有气垫。在使用气垫时,模具设计均要受气垫顶杆位置的限制,模具安装调试也不方便。为此,人们努力开发一种新型的弹性功能部件来代替常规的弹性元件,这种新型弹性元件具有更加完善的性能,能代替常规弹性元件,完成常规弹性元件难于完成的工作,氮气弹簧作为新型弹性工具部件也就应运而生。它能够弥补上述不足,简化模具设计、制造、方便模具调整;它可以作为独立部件,安装在模具中使用,也可以设计成一种排管式弹簧,作为模具的一部分参加工作,可以在系统中很方便实现弹压力恒定和延时动作,是一种具有柔性性能的弹性部件。氮气弹簧不仅可以在模具行业中广泛的应用,也可以用到其他工业领域,如汽车、电子、仪表等行业。由此看来,氮气弹簧的用途相当广泛,它的出现迎合了时代的要求,满足了工业发展的需要。

来源:上海先企弹簧五金制造厂
上海先企弹簧五金制造厂
樊秀云
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上海市 金山区 张堰镇振康路550号44栋3层

公司简介

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  上海先企弹簧五金制造厂建于2003年,位于金山区张堰镇振康路。是一家集弹簧设计,生产加工,销售服务于一体的生产型企业。主要设备均为数控全自动弹簧机。所生产的各种弹簧适用于电子、电脑、机电、机械、玩具、家具、纺织,汽车等客商使用。原材料根据客户要求采用国产或进口碳素弹簧钢丝,不锈钢丝,铜丝。并且符合环保ROHS指令,通过SGS的认证。线径加工范围:0.08m — 35mm。我厂本着诚信经营,服务客户的理念,时刻坚持品质第一,价格优惠的原则来赢得客户的满意。我们确保你使用到的弹簧零件都能让你满意与安心

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