معرفة الربيع التي لا يمكن تفسيرها!

الربيع هو نوع من المكونات المرنة المستخدمة على نطاق واسع في الصناعات الميكانيكية والإلكترونية. عند تحميله ، يمكن للزنبرك توليد تشوه مرن كبير وتحويل الطاقة الميكانيكية أو الحركية إلى طاقة تشوه. بعد التفريغ ، يختفي تشوه الربيع ويعود إلى ما هو عليه ، ويحول طاقة التشوه إلى طاقة ميكانيكية أو حركية. تسمى نسبة الحمل وتشوه الربيع بصلابة الربيع. كلما زادت الصلابة ، كلما كان الربيع أكثر صلابة.

أولا: دور الربيع

التخزين المؤقت والتخميد. مثل الينابيع المثبطة للسيارات والقطارات ، الينابيع العازلة لمختلف المخازن المؤقتة ، إلخ.

السيطرة على حركة الجسم. مثل نابض الصمام في محرك الاحتراق الداخلي ، نابض التحكم في القابض ، إلخ.

تخزين وإخراج الطاقة. مثل ينابيع الساعة ، ينابيع البنادق ، إلخ ؛

قياس حجم القوة. مثل موازين الربيع ، الينابيع في دينامومتر ، وما إلى ذلك ؛

ثانيا: تصنيف الربيع

وفقا ل The Force Springs تنقسم إلى: ينابيع التوتر ، وينابيع الضغط ، وينابيع الالتواء ، وينابيع الانحناء.

ينابيع التوتر (يشار إليها باسم ينابيع التوتر) هي ينابيع حلزونية تتحمل التوتر المحوري. يتم تصنيع نوابض التوتر بشكل عام من مواد دائرية ذات مقطع عرضي. عندما لا يكون تحت الحمل ، يكون نابض التوتر عادة ضيقا وضيقا دون أي فجوة.

نابض الضغط (يشار إليه باسم نابض الضغط) هو نابض لفائف يقاوم الضغط. تحتوي المادة المستخدمة في المادة على مقطع عرضي دائري ، وهي مصنوعة أيضا من لفائف فولاذية مستطيلة ومتعددة الخيوط. الينابيع عموما متساوية الملعب ، ولفائف الينابيع الضاغطة هناك فجوة معينة بين الحلقات. عند تعرضه لحمل خارجي ، يتقلص الربيع ويشوه ويخزن طاقة التشوه.

الينابيع التواء هي الينابيع الحلزونية. يمكن لنابض الالتواء تخزين وإطلاق الطاقة الزاوية أو عن طريق تدوير الذراع حول محور الزنبرك لإصلاح الجهاز بشكل ثابت. يتم تثبيت نهايات نوابض الالتواء على مكونات أخرى تسحبها إلى الموضع الأصلي عندما تدور المكونات الأخرى حول مركز الزنبرك ، مما يخلق عزم دوران أو قوة دوران.

هناك أيضا اثنين من الينابيع الهوائية غير العادية والينابيع الكربونية النانوية.

النابض الهوائي هو نوع من النوابض غير المعدنية التي تتضمن هواء الضغط في حاوية مرنة ومحكمة الإغلاق وتستخدم انضغاط الهواء لتحقيق المرونة. يمكن أن يحسن بشكل كبير من راحة الركوب في سيارة متطورة ويحسن بشكل كبير من أداء السيارة. راحة التشغيل ، لذلك تم استخدام الربيع الهوائي على نطاق واسع في السيارات وقاطرات السكك الحديدية.

نوابض الكربون النانوية: يجب إنتاج أفلام الأنابيب النانوية الكربونية أولا ، ثم يتم نسج أفلام الأنابيب النانوية الكربونية في نوابض نانوية كربونية باستخدام تقنية الغزل. يمكن أن يصل القطر إلى مئات الميكرومترات ويمكن أن يصل الطول إلى عدة سنتيمترات. من المتوقع أن يتم تطبيقه في مجالات الموصلات القابلة للسحب ، والأقطاب الكهربائية المرنة ، وأجهزة استشعار الإجهاد الدقيقة ، والمكثفات الفائقة ، والدوائر المتكاملة ، والخلايا الشمسية ، ومصادر الانبعاثات الميدانية ، والألياف المبددة للطاقة ، وما إلى ذلك ، المطبقة على الأجهزة الطبية ، مثل ضمادات مستشعر التوتر.

ثالثا ، مادة الربيع والإجهاد المسموح به

غالبا ما تتعرض الينابيع لأحمال التناوب والصدمات أثناء التشغيل وتتطلب تشوها أكبر ، لذلك يجب أن يكون لمواد الينابيع قوة شد عالية ، والحد المرن ، وقوة التعب. في هذه العملية يجب أن يكون لديك درجة معينة من الصلابة ، وليس من السهل إزالة الكربنة ، وجودة السطح جيدة.

رابعا: صناعة الينابيع

تشمل عملية تصنيع النوابض الحلزونية ما يلي: الدرفلة أو صنع الخطاف أو تشطيب الوجه النهائي والمعالجة الحرارية واختبارات أداء العملية.

في الإنتاج الضخم ، يتم لفها على آلة الربيع الأوتوماتيكية العالمية الملفوفة. في إنتاج قطعة واحدة ودفعة صغيرة ، يتم تصنيعها على مخرطة عادية أو مصنوعة يدويا. عندما يكون قطر سلك الزنبرك أقل من أو يساوي 8 مم ، يتم استخدام طريقة الملف البارد بشكل شائع ، ويتم معالجة الملف بالحرارة قبل اللف ويتم تبريد الملف في درجة حرارة منخفضة. عندما يكون القطر أكثر من 8 مم ، يتم اعتماد طريقة الملف الساخن (درجة حرارة الملف الساخن 800 °C ~ 1000 °C). بعد إخماد الملف الساخن وتخفيفه عند درجة حرارة متوسطة ، يجب إجراء فحص جودة السطح بعد تكوين الربيع. يجب أن يكون السطح أملسا وخاليا من العيوب وخاليا من إزالة الكربنة. العيوب; يجب أيضا معالجة الينابيع الخاضعة للأحمال المتغيرة عن طريق التنقيط بالرصاص لتحسين عمر التعب في الربيع.

خامسا، الهيكل النهائي للربيع

ضغط الربيع بالإضافة إلى المشاركة في العدد الفعال للتشوه N ، من أجل جعل ضغط الربيع العمل موحدا ، تأكد من أن خط الوسط للزنبرك عمودي على وجه النهاية ، كل نهاية من الربيع لديه 3/4 ~ 7/4 لفات ودعم بإحكام ، والعمل عندما لا يشارك في التشوه ، ويسمى دائرة ميتة أو حلقة دعم.

تمديد نهايات الربيع لديها خطافات للتركيب والتحميل. هناك أربعة أنواع من الهياكل النهائية شائعة الاستخدام. الأغلال شبه الدائرية والأغلال المستديرة سهلة التصنيع وتستخدم على نطاق واسع ، ولكنها مناسبة فقط للينابيع ذات قطر الزنبرك d≤10mm بسبب إجهاد الانحناء الكبير عند انتقال الخطاف. الخطافات القابلة للتعديل والقابلة للتدوير أفضل تحت الضغط ويمكن نقلها إلى أي موضع لسهولة التركيب.

سادسا، حساب الإجهاد الربيعي

▲ تحليل قوة ضغط الربيع

يوضح الشكل (أ) نابض ضغط حلزوني أسطواني يتلقى حمل العمل المحوري F. من تحليل المقطع العرضي ، من المعروف أن سلك الزنبرك له قوة قص F وعزم دوران T = FD / 2. إجهاد القص الناجم عن عزم الدوران هو:

بالنظر إلى تأثير إجهاد القص الناجم عن قوة القص F والانحناء الحلزوني لسلك الربيع ، فإن أقصى إجهاد قص T يحدث في الجانب الداخلي من الزنبرك (B). يجب أن تكون القيم وشروط القوة:

في الصيغة C - نسبة اللف ، C = D / D ، يمكن اختيارها وفقا للجدول 1.

K - يمكن أيضا العثور على معامل انحناء الزنبرك ، K ، مباشرة من الجدول 2. من المعروف من الجدول أنه كلما كان C أكبر ، كلما كان تأثير K على T أصغر.

F - حمل العمل في الربيع N ؛ د- قطر الربيع في الربيع. د- قطر المادة بالملليمتر.

في الفورمولا 1 ، يمكن الحصول على صيغة لحساب قطر سلك الزنبرك وفقا لحالة القوة عن طريق استبدال F بأقصى حمل عمل للزنبرك F2:

طريقة حساب قوة زنبرك الشد هي نفسها طريقة ضغط الربيع

سابعا، الربيع ليس في مكانه الصحيح وسبب الفشل

في الممارسة العملية ، غالبا ما نواجه الينابيع التي لا يمكنها دفع جسم متحرك إلى موضع محدد ، مما يعني أن الطول الحر المحسوب للزنبرك يصبح أقصر. السبب الرئيسي هو أنه لا يوجد ضغط أولي ، أي أن الزنبرك المصنع يتم ضغطه إلى ارتفاع أعلى أو أكثر إحكاما (إذا لزم الأمر) بقوة أكبر ، ولا يمكن استعادته بعد إطلاقه. تشغيل مجاني الطول. يسمى مقدار التقصير "الضغط الأولي". بعد تكرار 3-6 ضغطات بشكل عام ، لم يعد الطول قصيرا ، أي "مواقف" الربيع. بعد الضغط الأولي ، يتم تشويه الربيع بشكل دائم.

ثامنا، تدابير وقائية في الربيع

في الممارسة العملية ، يجب أن يحافظ نابض الضغط على طول عمله حتى لو تعرض لقوى تتجاوز الحد المرن للمادة. لذلك ، يجب أن يكون طول النابض النهائي مساويا للطول المحسوب للزنبرك بالإضافة إلى كمية الضغط الأولية ، والتي يمكن أن تتجنب عدم وجود الربيع في مكانه ، وذلك لتجنب الإجهاد الخطير عندما يكون ملف الربيع ضيقا ، مما يؤدي إلى شذوذ خط إشارة الربيع وعدم وجوده في مكانه. في عملية المعالجة الحرارية ، يجب إخماد زنبرك المنتج النهائي وتخفيفه. على وجه الخصوص ، يجب وضع قطعة العمل أفقيا في الفرن لمنع الربيع من التقصير بسبب وزنه.