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圆柱螺形弹簧的参数和特性
 
更新时间:2013.02.02 浏览次数:
 
一、圆柱螺旋弹簧的结构
圆柱螺旋弹簧的端部结构形式很多,压缩弹簧的两端各有3/4-5/4   圈与邻圈并紧,只起支持作用,不参与变形,故称支撑(或死圈)。支撑圈两端面与弹簧座接触,常见的端部结构有并紧磨平的YI型和并紧不磨平的YⅡ型两种,如图10-16所示。在重要场合应采用YI型以保证两支承端面与弹簧的轴线垂直,从而使弹簧受压时不致歪斜,两端磨平部分的长度不少于3/4圈,弹簧丝末端厚度一般为d/4。
拉伸弹簧的端部制出挂钩,以便安装和加载,常用的端部结构形式如图10-17所示。其中,LI型和LⅡ型制造方便,应用广泛,但因在挂钩过渡处产生很大的弯曲应力,故只宜用于弹簧丝直径d≤10mm的弹簧,LⅦ型和LⅧ型挂钩受力情况较好,且可转向任何位置,便于安装。对受力较大的重要弹簧,最好采用LⅦ型挂钩,但其制造成本较高。
二、圆柱螺旋弹簧的特性曲线
弹簧在弹性范围内变形,其变形量随载荷的变化而变化,表示弹簧工作过程中所受载荷与变形量之间关系的曲线。称为弹簧的特性曲线。特性曲线给设计弹簧时的受力分析提供了方便,同时也是弹簧质量检验或试验的重要依据。
设计弹簧时,弹簧的初始载荷通常取为:F1=(0.1-0.5)F2。最大工作载荷F2按工作要求确定,但为保证弹簧的正常工作,应使F2≤0.8Flim。
按卷绕方式不同,拉伸弹簧分无初应力和有初应力两种。无初应力拉伸弹簧的特性曲线与压缩弹簧的特性曲线相同。初应力是在弹簧卷绕过程中,由各圈弹簧并紧而产生的内应力造成的,这个力称为初拉力F。只有外载荷超过初拉力F0后,弹簧才开始变形。弹簧产生单位变形量所需的载荷,称为弹簧刚度,用K表示。对于等节距的圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧,其特性曲线为一斜直线,即弹簧所产生的变形量λ与其所承受的载荷F成正比例关系,故刚度K=F/λ=常数,这种弹簧称为定刚度弹簧。
弹簧在未受载荷时,自由高度为Hv。安装弹簧时,为使它能可靠地稳定在工作位置上,通常预加一初始载荷F1,此时弹簧的高度由H0被压缩到H1,其压缩量为λ1。当弹簧工作时,在最大工作载荷F2作用下,弹簧高度被压缩到H2,相应的压缩量为λ2。弹簧的工作行程h=λ2-λ1。为保证弹簧安全可靠的工作,在F2作用下弹簧丝中产生的应力不应超过材料的许用应力[r]。当弹簧的载荷增加到极限载荷Flim时弹簧高度被压缩到Hlim,其压缩变形量为λlim。此时弹簧丝中的应力刚好达到材料的弹性极限。
三、基本参数和几何尺寸
圆柱螺旋弹簧的主要参数和几何尺寸有:弹簧丝直径d,弹簧圈外径D、内径D1和中径D2,节距t和螺旋升角α,弹簧工作圈数n和弹簧自由高度H。
 
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