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弹簧基础知识大汇集


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。


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)。




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