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压缩弹簧杆

发布时间: 2022-09-22 00:54:39

Ⅰ 气弹簧的种类有哪些

气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的工业配件。它由以下几部分构成:压力缸、活塞杆、活塞、密封导向套、填充物(惰性气体或者油气混合物),缸内控制元件与缸外控制元件(指可控气弹簧)和接头等。原理是在密闭的压力缸内充入惰性气体或者油气混合物,使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍,利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。由于原理上的根本不同,气弹簧比普通弹簧有着很显着的优点:速度相对缓慢、动态力变化不大(一般在1:1.2以内)、容易控制;缺点是相对体积没有螺旋弹簧小,成本高、寿命相对短。

普通气弹簧

普通气弹簧俗称支撑杆,压缩气弹簧,原始状态为伸展状态,应用在各个行业,起到支撑,助力的作用。

拉伸气弹簧

拉伸气弹簧俗称拉簧,也被称为牵引式气弹簧,原始状态为压缩状态,医疗行业应用最多,起到牵引和拉伸的作用。拉伸气弹簧由于内部结构不同,有长,短之分。根据客户安装的尺寸来定,长的相对短的而言,拉伸,收缩曲线较平缓,F1变化率较小。

可控气弹簧又称可锁定气弹簧,角调气弹簧,通过阀门的开启和关闭来控制行程,使行程可以停在任意的位置,多用于桌,床,台,椅,烤漆灯等角度、高度需要调整的地方。根据锁定力区分,可分为弹性锁定和刚性锁定,刚性锁定根据锁定方向的不同,又可分为压缩向锁定和拉伸向锁定。

可控气弹簧

可控气弹簧又称可锁定气弹簧,角调气弹簧,通过阀门的开启和关闭来控制行程,使行程可以停在任意的位置,多用于桌,床,台,椅,烤漆灯等角度、高度需要调整的地方。根据锁定力区分,可分为弹性锁定和刚性锁定,刚性锁定根据锁定方向的不同,又可分为压缩向锁定和拉伸向锁定。3、曲线图

随意停气弹簧

随意停气弹簧又称平衡气弹簧或摩擦式气弹簧,产品在负载时不需要外部控制机构,行程就可以停止在任意位置,多用于医疗和橱柜,视频设备等

阻尼气弹簧

阻尼气弹簧俗称阻尼器,起到阻尼,减震,消噪的作用,多用于机床,医院护理床床栏,屋门等。按内部结构不同可分为普通阻尼器和双向阻尼器,普通阻尼器与双向阻尼器相比,缺点是当活塞杆将要完全伸展时会有一定的无阻尼段,双向阻尼器是全程阻尼,普通阻尼器优点是结构紧凑,尺寸短小。两种阻尼器的阻尼大小均可通过对阻尼油的流量和阻尼油的粘稠度来调节。

带保护气弹簧

带保护气弹簧是在普通气弹簧的活塞杆端加了保护机构,在完全伸展时,利用机械锁死机构,防止在意外情况时气弹簧突然失效,多用于健身器材和部队设施上。

气弹簧都有哪些分类?

一、自由型气弹簧(支撑杆)是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用,只有最短、最长两个位置,在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。

二、自锁型气弹簧(调角器)在医疗器械上应用的最多。该种气弹簧借助一些释放机构可以在行程中的任意位置停止,并且停止以后有很大的锁紧力(可以达到10000N以上)。三、随意停气弹簧(摩擦式气弹簧、平衡式气弹簧)主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间:不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置,但没有额外的锁紧力。

四、转椅气弹簧(气压棒)主要应用在转椅上,起调节位置的作用。其特点是可控,需求量比较大。

五、牵引式气弹簧是一种特殊的气弹簧:别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置,即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动,而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置,受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引式气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等。

六、阻尼器在汽车和医疗设备上都用得比较多,其特点是阻力随着运行的速度而改变。可以明显的对相连的机构的速度起缓冲作用。

另外,从材质上分还有普通钢气弹簧和不锈钢气弹簧。普通钢气弹簧用量最大,不锈钢气弹簧多用于环境要求比较苛刻的场所,比如食品机械,医疗器械,军事工业,高温或者高寒环境,酸性或者碱性环境等。

根据其特点及应用领域的不同,气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等。根据气弹簧的结构和功能来分类,气弹簧有自由式气弹簧、自锁式气弹簧、牵引式气弹簧、随意停气弹簧、转椅气弹簧、气压棒、阻尼器等几种。目前,该产品在汽车、航空、医疗器械、家具、机械制造等领域都有着广泛地应用。

Ⅱ 请问常见的弹簧有什么特点

压缩弹簧(压簧)是承受向压力的螺旋弹簧,它所用的材料截面多为圆形,也 有用矩形和多股钢萦卷制的,弹簧一般为等节距的,压缩弹簧的形状有:圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形以及少量的非圆形等,压缩弹簧的圈与圈之间有一定的间隙,当受到外载荷时弹簧收缩变形,储存形变能。压缩弹簧(CompressionSprings) 对外载压力提供反抗力量。压缩弹簧一般是金属丝等节距盘绕和有固定的线径。压缩弹簧利用多个开放线圈对外载压力(如重力压下车轮,或者身体压在床褥上)供给抵抗力量。也就是,他们回推以反抗外部压力。压缩弹簧一般是金属丝等节距盘绕和有固定的线径。此外,也有圆锥形的压缩弹簧,或者圆锥和直线型组合的弹簧。根据不同的应用领域,压缩弹簧可用于抵抗压力和(或)存储能量。圆形金属丝是压缩弹簧最常用的,但也有正方形、长方形和特殊形状的金属丝制造出的压缩弹簧。压缩弹簧对外载压力提供反抗力量。压缩弹簧一般是金属丝等节距盘绕和有固定的线径。压缩弹簧利用多个开放线圈对外载压力(如重力压下车轮,或者身体压在床褥上)供给抵抗力量.也就是,他们回推以反抗外部压力.此外,也有圆锥形的压缩弹簧,或者圆锥和直线型组合的弹簧.根据不同的应用领域,压缩弹簧可用于抵抗压力和(或)存储能量.圆形金属丝是压缩弹簧最常用的,但也有正方形、长方形和特殊形状的金属丝制造出的压缩弹簧。

Ⅲ 压缩弹簧和扭转弹簧有什么区别

压缩弹簧(压簧)是承受轴向压力的螺旋弹簧,它所用的材料截面多为圆形,也有用矩形和多股钢萦卷制的,弹簧一般
为等节距的,压缩弹簧的形状有:圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形以及少量的非圆形等,压缩弹簧的圈与圈之间有一定的间隙,当受到外载荷时弹簧收缩变形,储存变形能。
扭力弹簧(扭簧)利用杠杆原理,通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料的扭曲或旋转,使之具有极大的机械能。是承受扭转变形的弹簧,它的工作部分也是各圈或是紧密围绕或是分开围绕。扭转弹簧的端部结构是加工成各种形状的扭臂,由单扭至双扭,乃至各种扭杆之变形,得依设计成型。扭转弹簧常用于机械中的平衡机构,在汽车、机床、电器等工业生产中广泛应用。

Ⅳ 几种常见的弹簧种类

压缩弹簧:用途最广,在制造时,绕成分开的螺旋圈,使各圈有间隙(节距),以便受力收缩,保持有向两端伸张的张力。受最大负荷时,不能被完全压缩,必须在有效圈数间保留间隙,以免摩擦或其他物质嵌入,引起疲劳破坏。弹簧自由长度应等于弹簧之实长加上间隙,再加变形量。压缩弹簧为增加接触面,面应予磨平,以获取60~80%接触面。 其端部形状有多种:两端坐圈,两端磨平等。 乃各圈分绕,因能承受压力,两端可为开式或闭式或绕平或磨平。压缩弹簧乃变体弹簧第一种,由直筒型、锥形至缩、凸腰形,乃至各种尾端之变体,均可依设计成型。 压缩弹簧为所有弹簧种类中最被广泛运用的一种,产品运用范围广及电子、电机、计算机、信息、汽机车、自行车、五金工具、礼品、玩具、乃至国防工业,因其设计与原理易于掌握,制造控制也最为单纯。 拉伸弹簧:各圈绕成相互紧贴的螺旋圈或节距圈,受外力时向外伸长,保持有向中间收缩之力。 拉簧钩分为多种:英式钩,德式钩,边耳钩,鱼尾钩等。拉伸弹簧乃典型之弹簧即弹簧之代表,由直筒形至各种变体,乃至挂钩之各种形状均能依设计成型。 拉伸弹簧为压缩弹簧之反向运用,运用范围大致较无具体产品类别,但操作控制较压缩弹簧高一级。 扭转弹簧:扭转弹簧分为单扭弹簧和双扭弹簧,弹簧常套入销或轴中,当受外力后,即依弹簧轴心为轴而产生一扭转力,使得弹簧捲紧或旋鬆。双扭弹簧又分为外双扭和内双扭力弹簧。 各圈或是紧密围绕或是分开围绕,俾能适任扭转负荷(与弹簧轴线成直角)。弹簧之末端可绕成钩状或直扭转臂。扭转弹簧乃变体弹簧之极至,由单扭至双扭,乃至各种扭杆之变形,得依设计成型。 扭转弹簧为所有弹簧类别中设计原理较为复杂的一种,型式的变化亦相当活泼,故设计时所涉及的理论也最为烦索。因此设计时亦较难掌握。 碟形弹簧碟形弹簧(碟簧)DIN2093具有体积小、负荷大、组合使用方便等特性,同时具有载荷集中传递的优点。可采用单片对合组合、多片叠合组合和混合组合等方式以获得各种不同曲线。 在机械行业中很大范围内取代圆柱弹簧,体现了新产品(主机)设计小型化多功能化的特点。如在载荷作用方向上,较小的变形能承受较大的载荷,轴向空间紧凑。与其他类型的弹簧比较,其单位体积的变形能较大,具有较好的缓冲吸震能力。特别是采用叠合组合使用方式,由于表面摩擦阻尼作用,吸收冲击和消散能量的作用更为显着。 目前,在国防、冶金、工程、电力、机床、建筑等行业得到广泛应用。如:模具、支承吊架、离合器、制动器、桥梁缓冲(减震)装置、轴承预紧、安全过载装置、重型机械、机械起动器、控制装置、阀门、工业电炉、分度装置、夹紧装置等等。 碟形弹簧执行DIN2093和GB/T1972-2005标准。 碟形弹簧(碟簧)常用的表面处理方法:发蓝,磷化,镀镍,电泳和机械镀锌等。 锥形弹簧:绕成锥形的螺旋圈,可承受压力及张力,一般承受力量均甚小。当受压缩时各圈收缩进大圈的平面内为其优点,例手电筒盖上压缩电池用的弹簧即是。 特殊之线圈弹簧: 有圆锥形、桶形及梯形和鼓形特殊线圈弹簧,广用于弹簧业。 板状弹簧:用扁平或板状材料制造而成,也叫板弹簧或片弹簧,有下列数种: 单片弹簧,利用一金属片制成弹簧,当弹簧卷曲方向与施力方向相反时,则弹簧发生弹力。 圆盘弹簧亦称上形弹簧外形与垫圈相似,用于空间狭小及偏转不过大处。 动力弹簧利用长而窄之薄金属片,绕成螺线状,放置于匣内而利用其储存之能量做为动力之来源者。 悬臂板弹簧:弹簧一端固定,一端半悬于空中者。 板片弹簧称层叠弹簧,板片弹簧在能量储掀的效率上,较螺旋弹簧稍低,但它能承载较大之负荷,故普通用在汽车,火车等机动车辆上。有时为了增加吸收能量,达到更佳的避震效果,可作成椭圆形层叠弹簧或称“双层叠弹簧”。 特种弹簧:扣环:扣环分C形扣环及E形扣环等两类。C形扣环可分为两种,一种是装入轴的沟槽中,作为轴端或其他机件的固持。 空气或油压伸缩囊:空气或油压伸缩囊是利用空气或液体(通常用油)压力所产生的弹性;外面容器是利用灯笼形的空气(油)伸缩囊,常应用为汽车之缓冲器。 扭杆弹簧:扭杆弹簧可用于扭转之场合,当然此棒可粗也可细如同线制者,亦有较粗而以纲条绕成者一样,其差别在于线径与长度之比悬殊而已。 波形弹簧广泛适用于电机,纺织机械,液压设备,汽车等行业,主要安装与规格(公称尺寸)相适宜的轴承室或孔内,

Ⅳ 弹簧种类大全

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变,除去外力后又恢复原状。亦作“ 弹簧 ”。一般用弹簧钢制成。弹簧的种类复杂多样,按形状分,主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧、异型弹簧等。
分类
弹簧可以分为以下7类:
1、螺旋弹簧即扭转弹簧,是承受扭转变形的弹簧,它的工作部分也是密绕成螺旋形。扭转弹簧端部结构是加工成各种形状的扭臂,而不是勾环。
2、拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧。在不承受负荷时,拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。
3、压缩弹簧是承受轴向压力的螺旋弹簧,它所用的材料截面多为圆形,也有用矩形和多股钢萦卷制的,弹簧一般为等节距的,压缩弹簧的形状有:圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形和少量的非圆形等,压缩弹簧的圈与圈之间会有一定的间隙,当受到外载荷的时候弹簧收缩变形,储存变形能。
4、扭力弹簧利用杠杆原理,通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料扭曲或旋转,使之具有极大的机械能。
5、渐进型弹簧,这种弹簧采用了粗细、疏密不一致的设计,好处是在受压不大时可以通过弹性系数较低的部分吸收路面的起伏,保证乘坐舒适感,当压力增大到一定程度后较粗部分的弹簧起到支撑车身的作用,而这种弹簧的缺点是操控感受不直接,精确度较差。
6、线性弹簧,线性弹簧从上至下的粗细、疏密不变,弹性系数为固定值。这种设计的弹簧可以使车辆获得更加稳定和线性的动态反应,有利于驾驶者更好的控制车辆,多用于性能取向的改装车与竞技性车辆,坏处当然是舒适性受到影响。
7、短弹簧短弹簧相比原厂弹簧要短一些,而且更加的
空气弹簧
粗壮,安装短弹簧,能够有效降低车身重心,减少过弯时产生的侧倾,使过弯更加稳定、顺畅,提升车辆弯道操控性。而原厂减震器的阻尼设定偏向舒适,所以短弹簧和原厂减震器在配合上不是很稳定,它不能够有效的抑制短弹簧的回弹和压缩,行驶在颠簸路面时,会有一种不适的跳跃感,长此以往,减震器的寿命会大大减短,而且还有可能出现漏油的情况。当然以上这些状况都是相对而言,日常行驶的话不会有这么严重的损坏,而且尽量不要激烈驾驶,毕竟原厂减震器承受不了高负荷的压力。
注意问题:
由于受产品结构限制,多股簧一般具有强度高、性能好的特点。要求其材料在弹簧强度和韧性上对最终性能予以保证。
多股簧在加工过程中,应注意的是:
1、支承圈根据产品要求可选用冷并和热并两种方法。采用热并方式不允许将簧加热至打火花或发白,硅锰钢温度不得高于850℃。支承圈与有效圈应有效接触,间隙不得超过圈间公称间隙的10%。
2、多股簧特性可由调整导程决定,绕制时索距可进行必要调整。拧距可取3~14倍钢丝直径,但一般取8~13倍为佳。其簧力还与自由高度、并端圈、外径及钢丝性能等有密切关系,可通过调整其中某项或几项予以改变。
3、不带支承圈的弹簧和钢丝直径过细的弹簧不应焊接簧头,但端头钢索不应有明显的松散,应去毛刺。凡需焊接头部的多股簧,其焊接部位长度应小于3 倍索径(最长不大于10毫米)。加热长度应小于一圈,焊后应打磨平滑,气焊时焊接部位应进行局部低温退火。
4、弹簧表面处理一般进行磷化处理即可,也可进行其它处理。凡要进行镀层为锌与镉时,电镀后应进行除氢处理,除氢后抽3%(不少于3件)复试立定处理,复试中不得有断裂。弹簧应清除表面脏物、盐痕、氧化皮,方法可采用吹砂或汽油清洗的办法,但不能采用酸洗。
5、重要弹簧紧压时间为24小时,普通弹簧为6小时或连续压缩3~5次,每次保持3~5秒。紧压时弹簧与芯轴的间隙以芯轴直径的10%为宜,间隙过小则难于操作,间隙过大则易使弹簧发生弯曲变形。紧压时若其中一件弹簧折断,则其余应重新处理。
6、对于H0/D2值较大的多股簧,在热处理时应注意其变形问题,考虑是否穿芯轴且应注意摆放方式,选用适宜的热处理设备。在可进行修复条件下,可进行多次回火和热压以达到目的。

Ⅵ 常用的弹簧元件有哪几种

常用的弹簧元件有:钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧、橡 胶弹簧。

Ⅶ 气弹簧安装方法和注意事项

导语:“给我一个支点我就能撬动整个地球”阿基米德如是说。因此,根据这个原理,弹簧剪刀等家用工具出现了。根据杠杆原理,人类首次尝到了省力和便捷的好处。气弹簧的出现更是将人类的省力优势提升了一个地步。其弹簧的使用范围也变得广泛起来,在工程建筑员工看来,气弹簧是最好的省力工具。气弹簧的种类和样式各不相同,但他们的应用原理都是一样的,在使用气弹簧时,你需要了解他的工作原理和安装方法。


一、安装方法

1.按装时压缩气弹簧活塞杆的位置必须向下,这样才能减低摩擦和确保最好的阻尼质量及缓冲性能。

2.按装压缩气弹簧时,必须用正确方法,当关闭时它移动过中心线,否则会经常将门推开。


二、注意事项:

1.对气弹簧的选取,在确定安装位置之前,应首先在说明书的型号、规格上进行选择。

2.气弹簧在工作中不应受到倾斜力或横向力的作用。

3.活塞杆不涂漆,也不允许将气弹簧先安装在所需位置后喷、涂漆。

4.气弹簧为高压制品,请勿随意剖析。

5.气弹簧严禁火烤、砸碰。

6.气弹簧活塞杆,请勿向左旋转


三、气弹簧的特点

气弹簧是一根举力(本文用F表示)近似不变的伸缩杆,在汽车、飞机、医疗器械、宇航器材、纺织机械等领域都有广泛的应用。它的内部构造是一条可在密闭筒腔内作直线运动的活塞杆。密闭筒腔内充满由高压气体和可溶解部分高压气体的液体所构成的液2气两相混合体。气弹簧的举力由高压气体推动活塞杆产生。推动力决定于高压气体的压强。高压气体在液体中的溶解量随气体压缩增加(此过程对应气弹簧工作于压缩阶段)、随气体膨胀而减少(此过程对应气弹簧工作于伸长阶段),使得密闭筒腔内的高压气体的密度始终维持一个近似恒值,也就是气压近似不变。


气弹簧的制作原理,上过物理的同学们都能清楚的知道他的原理。看过小编这篇文章得到读者们,相信你们不仅懂得了他的原理,更懂得了他的安装方法和注意事项。下次气弹簧出故障时是不是不用再担心如何维修他了呀,有没有觉得懂得安装它挺有用的哈。在使用这些工具时,安全是人们最在乎的问题,不要因为气弹簧的一次使用失误就伤害到自己,懂得如何安装,对你绝对是有益而无害,记得相信小编哦。

Ⅷ 什么叫调结杆

1. 在超负荷运行时,必须通过移动调节杆到他们的最大位置来增加所有汽缸润滑器的输出率。
   

2. 把调节杆下的弹簧向里按下,取出弹簧,这里许多零件都是利用倒钩结构和塑料的弹性来固定的,用一字起小心把倒钩从固定的孔里按出,转动调节杆,取下
   

3. 插入深部后,旋转调节杆即可使阴道无级扩充。
    

4. 仪表件、螺栓、螺帽、锻造轴、调节杆、非标、美标、英标等。
   

5. 压缩弹簧杆,联动装置机械连接到单作用汽缸的杆上转动燃油调节杆到停止位置。
   

6. 且调节杆还可以斜置于支撑杆上,以适应放置多种不同直径的盘碟。
    

7. 研究了此连杆曲线形状随调节杆的长度、起始角度的变化规律;提出了直线导路机构的综合方法&附加曲柄法。
   

8. 直动型溢流阀,主要有阀芯、阀体、弹簧、上盖、调节杆、调节螺母等零件组成。
    

9. 拖到绘图页后,可以添加手。拖动顶部或底部的选择手柄可以调节杆的长度。
   

10. 含有球头轴承的全金属尾旋翼夹头,结合全金属螺距调节杆和调节块的设计可保证机子拥有一个坚固的尾部联动装置,从而使陀螺仪的作用发挥到最大程度。
    

11. 拨禾轮高度液压调节杆
      

12. 带调节杆的类四杆直线导路机构及其综合方法
      

13. 灵活的调节杆,能快速有效地调整膜距,正确定位。
      

14. 直动型溢流阀,主要有阀芯、阀体、弹簧、上盖、调节杆、调节螺母等零件组成。
      

15. 调节前轮内倾角调节杆使得它更接近水平。
      

Ⅸ 弹簧的结构有哪些分类

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,按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等,按制作过程可以分为冷卷弹簧和热卷弹簧。普通圆柱弹簧由于制造简单,且可根据受载情况制成各种型式,结构简单,故应用最广。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、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。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。有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理,可提高弹簧的承载能力。弹簧可以分为以下6类:扭转弹簧,是承受扭转变形的弹簧,它的工作部分也是密绕成螺旋形。扭转弹簧端部结构是加工成各种形状的扭臂,而不是勾环。扭力弹簧利用杠杆原理,通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料扭曲或旋转,使之具有极大的机械能。拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧。在不承受负荷时,拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。压缩弹簧是承受轴向压力的螺旋弹簧,它所用的材料截面多为圆形,也有用矩形和多股钢萦卷制的,弹簧一般为等节距的,压缩弹簧的形状有:圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形和少量的非圆形等,压缩弹簧的圈与圈之间会有一定的间隙,当受到外载荷的时候弹簧收缩变形,储存变形能。

Ⅹ 弹簧压缩反弹问题

直接回答你的问题就是质心速度为(m1v1+m2v2)/(m1+m2)
这个题的话,A离开墙壁后系统水平方向不受力,质心速度不变了就,而A在弹簧强要被拉长而产生拉力时离开墙壁。
注意,系统动能与质心速度不直接相关,弹簧势能完全释放时AB的速度也不相等
通俗的讲(就是讲法不严格,过程是这样的),系统动能(对地)等于质心对地的动能加上各质点相对质心运动的动能 弹簧
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。按形状分,主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧等。
[编辑本段]其主要功能
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。弹簧的载荷与变形之比称为弹簧刚度,刚度越大,则弹簧越硬。
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,按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等。普通圆柱弹簧由于制造简单,且可根据受载情况制成各种型式,结构简单,故应用最广。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、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。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。有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理,可提高弹簧的承载能力。
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,把机械功或动能转化为变形能,而卸载后弹簧的变形消失并回复原状,将变形能转化为机械功或动能。
[编辑本段]弹簧的类
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;按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等。普通圆柱弹簧由于制造简单,且可根据受载情况制成各种型式,结构简单,故应用最广。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、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。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。有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理,可提高弹簧的承载能力。
什么是螺旋弹簧?
螺旋弹簧即扭转弹簧,是承受扭转变形的弹簧,它的工作部分也是密绕成螺旋形。扭转弹簧的端部结构是加工成各种形状的扭臂,而不是勾环。扭转弹簧常用于机械中的平衡机构,在汽车、机床、电器等工业生产中广泛应用。
什么是拉伸弹簧?
拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧,拉伸弹簧一般都用圆截面材料制造。在不承受负荷时,拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。
什么是压缩弹簧?
压缩弹簧是承受向压力的螺旋弹簧,它所用的材料截面多为圆形,也有用矩形和多股钢萦卷制的,弹簧一般为等节距的,压缩弹簧的形状有:圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形以及少量的非圆形等,压缩弹簧的圈与圈之间有一定的间隙,当受到外载荷时弹簧收缩变形,储存变形能。
什么是扭力弹簧? 扭力弹簧利用杠杆原理,通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料的扭曲或旋转,使之具有极大的机械能。
[编辑本段]弹簧各部分名称:
(1)弹簧丝直径d:制造弹簧的钢丝直径。
(2)弹簧外径D:弹簧的最大外径。
(3)弹簧内径D1:弹簧的最小外径。
(4)弹簧中径D2:弹簧的平均直径。它们的计算公式为:D2=(D+D1)÷2=D1+d=D-d
(5)t:除支撑圈外,弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离成为节距,用t表示。
(6)有效圈数n:弹簧能保持相同节距的圈数。
(7)支撑圈数n2:为了使弹簧在工作时受力均匀,保证轴线垂直端面、制造时,常将弹簧两端并紧。并紧的圈数仅起支撑作用,称为支撑圈。一般有1.5T、2T、2.5T,常用的是2T。
(8)总圈数n1: 有效圈数与支撑圈的和。即n1=n+n2.
(9)自由高H0:弹簧在未受外力作用下的高度。由下式计算:H0=nt+(n2-0.5)d=nt+1.5d (n2=2时)
(10)弹簧展开长度L:绕制弹簧时所需钢丝的长度。L≈n1 (ЛD2)2+n2 (压簧) L=ЛD2 n+钩部展开长度(拉簧)
(11)螺旋方向:有左右旋之分,常用右旋,图纸没注明的一般用右旋。
(12) 弹簧旋绕比;中径D与 钢丝直径d之比
[编辑本段]弹簧的规定画法
(1)在平行螺旋弹簧线的视图上,各圈的轮廓线画成直线。
(2)有效圈数在4圈以上的弹簧,可只画出其两端1~2圈(不含支撑圈)。中间用通过弹簧钢丝中心的点画线连起来。
(3)在图样上,当弹簧的旋向不作规定时,螺旋弹簧一律画成右旋,左旋弹簧也画成右旋,但要注明“左”字。
[编辑本段]弹簧的应用
大多数材料都有不同程度的弹性,如果将其弯曲,便会以很大的力量恢复其原形。在人类历史上,一定很早就注意到树苗和幼树的树枝有很大的挠性,因为许多原始文化利用这一特性,在特制的门后或笼子后楔上一根棍,或者用活结套在一根杆上向下拉;一旦松开张力,这根棍或杆就会往回弹。他们就用这种办法来捕捉飞禽走兽。实际上,弓就是按这种方式利用幼树弹性的弹簧;先向后拉弓,然后撒手,让其回弹。中世纪时,这种想法开始出现在机械上,如纺织机、车床、钻机、磨面机和锯。操作者用手或脚踏板给出下压冲程,将工作机械往下拉,这时用绳索固定在机械上的一根杆弹回,产生往复运动。
弹性材料的抗扭性不压于它的抗挠性。希腊帝国时期 (大概是公元前4世纪)发明了用搓成的腱绳或毛绳拉紧的扭簧,用以代替简单的弹簧来加强石弩和抛石机的威力。这时人们开始认识到,金属比木头、角质或任何这类有机物质的弹性更大。菲洛 (其写作年代约为公元前200年)把它作为一项新发现来进行介绍。他估计读者是难以置信的。凯尔特人和西班牙人的剑的弹性,引起了他的亚历山大城的前辈的注意。为了弄清楚剑为什么有弹性,他们进行了许多实验。结果他的师傅克特西比发明了抛石机,抛石机的弹簧是用弯曲的青铜板作成的——实际上是最早的片簧;菲洛本人又进一步改进了这些抛石机。富有创造性的克特西比在发明这种抛石机后,又想出了另一种抛石机—一它利用汽缸内空气在受压的情况下产生的弹性工作。
在很久以后人们才想到:如果压缩一根螺旋杆,而不是弯曲一根直杆,那么金属弹簧储存的能量就会更大。据伯鲁涅列斯基的小传记载,他制作过一口闹钟,其中使用了若干代弹簧。最近有人指出,在附有一些奇特的螺旋弹簧钟表图的15世纪末叶的一本机械手册中有这架闹钟的图样。这类弹簧也用于现代的捕鼠器。带圈簧 (水平压缩而不是垂直压缩的弹簧)的钟表,在1460年左右肯定已开始使用了,但基本上是皇室的奢侈品,大约又过了1个世纪,带弹簧的钟表才成为中产阶级人士的标志。
控制流动方向的阀门
由于阀门只让水或其他流体(如空气)沿一个方向流动,几乎可以肯定地说,它最先是作为需要这种运动的早期工具——风箱的一个部件出现的。阿格里科拉在研究文艺复兴时期的冶金学的文章中说,锻铁炉风箱有一个比风眼稍长和稍宽的薄板,“薄板上覆盖着山羊皮,是用皮带捆在板上的,毛边一侧冲地面”。放置的方式是:当风箱鼓起来时,薄板打开;当风箱收缩时,薄板关闭。”瓣阀肯定远比阿格里科拉的时代为早,同楔形板风箱一样古老。但它问世的具体年代却很难确定,因为瓣阀这个术语来自古老的皮袋型风箱 (在这种风箱中,操作的人可以用脚或手将风眼堵住)。显然,最早的模型大约是希腊王朝时代的青铜灯,但在罗马后期的诗人奥素尼乌斯之前还没有人提到过青铜灯的阀门。奥索尼乌斯把陆上快咽气的鱼的鳃。比作在掬木腔内往复运动时通过孔眼交替进风和挡风的羊毛阀。
可以说,机械上使用阀门的历史起始于克特西比的压力泵。维脱劳维斯和赫罗对压力泵作了详细的说明,他们说:“灵巧地安在管道口内的环形薄片,不会让压入容器的东西再往回跑。”看来克特西比压力泵的原始瓣阀呈长筒形,那时已用来搞屋顶通风。后来改用矩形阀,但名称仍保持不变。已经修复了几台罗马压力泵,其阀门已严重腐蚀,但还是可以辨认出来。赫伦在讲到用双气缸压力泵作灭火器时,还介绍了一种原始的跳动活门,一些在三根弯柱上滑上滑下的小圆盘。克特西比的水力机件有用来控制空气进入管道的滑阀。除此以外,在文艺复兴时期前,所有的泵和风箱阀都是瓣阀 (或铰形阀)。
达·芬奇发明的一种锥形跳动舌门,无疑是拉梅利的机械发明手册
(1588)中所画的那些舌门的来源。跟拉梅利同时代的阿勒奥蒂,在自动木偶戏中采用了一种蝴蝶阀来控制管道内的水流。但是,从赫伦的时代直到发明蒸汽机,这些跳动舌门没有一种得到广泛应用,各种阀门也没有什么变化。蒸汽机(需要对流入和流出顺序进行更精确的控制)导致了跟发动机的运转有关的精密阀门的出现,这些阀门包括纽科门设计的释放积蓄在气缸中的空气的“喷气阀”、默多克的滑阀(1799)和使双动发动机的活塞保持平衡的平衡阀。

空气泵
德国马德堡市市长盖里克对科学家和哲学家关于形成真空的可能性的争论很感兴趣。作为一个受过专门教育的工程师,他决定通过实验来解决这个问题。公元1650年,他制造出了第一台空气泵——像一台手工操作的水泵,但有制造精密的零件,不透气。这台空气泵是成功的。他指出,在一个抽尽了空气的容器内,听不到钟响,蜡烛不燃烧,动物也会闷死。
他的大规模的演示是十分壮观的。有一次实验是当着皇帝斐迪南三世的面在其宫廷前面的空旷处进行的。在这个实验中,在直径12英尺的两个半球的周边凸缘上涂上润滑脂,将两个半球的凸缘嵌合,然后将球内空气抽尽。将8匹马分成两组拉拴在每个半球上的钢索也未能将其分开,可是放进空气后,它们就分开了。在公元1654年的另一次实验,是将一个立式开口圆筒活塞下面抽成真空,用50人拉拴在活塞上的绳子,他们反而被活塞拉动了。人们就是用这种方法来使活塞做功的;活塞的下面必须始终有一个真空。
但是,没有空气泵能形成真空吗?经过许多年之后,人们发现用蒸汽可以解决这个问题。公元1698年,托马斯·萨弗里第一个利用蒸汽排水,使蒸汽通入密闭容器,然后在容器上喷冷水,使其中的蒸汽冷凝,从而产生真空。他利用这种真空从矿井抽水,又利用锅炉蒸汽将容器中的水排空。这个循环过程反复进行。
萨弗里的设备被称为“矿工之友”。它没有任何活塞或活动零件,也不是一台发动机,而只是一台泵而已。
在此以前的1690年,法国的丹尼斯·帕平已经制造出了一个模型设备,一个直径2.5英寸的活塞刚好能放进汽缸里。在汽缸内盛少量的水,他就能够通过连续地将水加热和冷却的办法,证明汽缸冷却时在活塞下面形成真空。虽然这种设备没有得到实际应用,但却是第一台利用冷凝蒸汽推动活塞和做功的设备。
公元 1712年,将居里克、帕平和萨弗里的上述3项成就结合在一起,达特默思的托马斯·纽科门制成了一台实用的蒸汽机。
胡克发明了万向节
公元1676年,被誉为“英国的达·芬奇”的罗伯特·胡克发表了他关于
“太阳镜”的演说。这是一台采用反射镜系统安全地观测太阳的仪器。这台仪器是用他新奇的万向节进行操纵的。万向节是一种万能仪器……用来通过任何不规则的弯曲轨道产生环形运动。虽然胡克比较详细地讲过这种新仪器的制造方法,并且含糊地指出,这种仪器可能在各方面获得应用,但他自己只想用它来进行天文观测,或用在时钟和日规的设计中,故在当时没有引起多少人注意。
胡克是个才华横溢的人,他在系统提出物理学、化学和地质学方面的革命性理论之余,在伦敦咖啡馆内同思想相近的朋友们无休止地讨论之余,抽空儿搞了二十几项发明。他的日记通常略为提及某些新设想是如何在他的高度活跃的头脑中逐步酝酿成形的。英国皇家学会会议记录,记载了那些使他最新的发现得以驰名的实验。
但是,日记并没有讲他在万向节上花费了许多时间;他也不曾想学会演示万向节。就这种机器而言,发明完全属于他个人看来是勿容置疑的。但是,在动力传输方面,在19世纪的运输革命之前,和许多其他的发明一样,并不需要一个具有向各个方向传动的自由接头。
瓦拉发明了调速器
瓦特在1789年发明的蒸汽机中使用的离心调速器,在当时引起的轰动不是太大;瓦特重视动力系统,只把调速器看成是蒸汽机上的一个附件。然而它是第一台通过改变燃料输入量而有效地控制速度的装置,是使一台机器能进行自动调节的一切反馈装置的鼻祖,在发明史上的地位已确定无疑。瓦特的调速器是由一对离心摆组成,最远处与蒸汽机的旋转飞轮相连,直接连在一个套筒上,套筒又与汽缸的进汽阀连接。当飞轮转动较快时,两个球体就向外摆动,使套筒下降;当速度减慢时,球体就随之下垂,迫使套筒上升。汽阀可开大开小,以维持均匀的速度。
瓦特调速器的历史,也许可追溯到中世纪和文艺复兴时期机器上有时用来代替飞轮的球—链装置或球—杆装置。然而这些装置只发挥飞轮的功能,通过贮存能量、使钻床或曲柄产生较有规律的运动来带动工具越过“死点”;它们不能控制速度或功率输入,最多只是对调速器的造型有所启发。直到力学发展了,人们知道了钟摆的性能,懂得了离心力后,才有人想到利用球—杆组合装置来进行控制。
磨坊工人经常碰到的一个问题是无法利用强风力。因为当轴旋转很快时,磨石容易向上移动,扩大两块磨石之间的距离,以至夹在两块磨石当中的谷粒不能完全磨碎。人们靠手将两块磨石拉紧,使它们之间保持适当的距离。直到1787年,托马斯·米德才想出一种方法,将两个摆分开挂在驱动磨石的正齿轮上,通过链条和万向节提升和调节拉杆。另一对摆与风车翼板相连,这样就使后者随速度的变化而张合。磨坊工人只要改变翼板承受的风力,就能调节旋转轴的速度。两年后,斯蒂芬·胡珀用齿条和扇形齿轮代替链条,设计了一台可以同它匹敌的机器,取得了专利权。

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