2018年01月22日

多種不同特征的彈簧


  彈簧在生產生活中應用的很多,像我們生活中使用的很多東西都會拉伸彈簧用到彈簧。根據不同的用途彈簧有不同的分類,下面看下各種彈簧的特點。

  1、螺旋彈簧即扭轉彈簧,是承受扭轉變形的彈簧,它的工作部分也是密繞成螺旋形。扭轉彈簧端部結構是加工成各種形狀的扭臂,而不是勾環。

  2、拉伸彈簧是承受軸向拉力的螺旋彈簧。在不承受負荷時,拉伸彈簧的圈與圈之間一般都是並緊的沒有間隙。

  3、壓縮彈簧是承受向壓力的螺旋彈簧,拉伸彈簧它所用的材料截面多為圓形,也有用矩形和多股鋼縈卷制的,彈簧一般為等節距的,壓縮彈簧的形狀有:圓柱形、圓錐形、 中凸形和中凹形和少量的非圓形等,壓縮彈簧的圈與圈之間會有一定的間隙,當受到外載荷的時候彈簧收縮變形,儲存變形能。

  4、扭力彈簧利用杠杆原理,通過對材質柔軟、韌度較大的彈性材料扭曲或旋轉,使之具有極大的機械能。

  5、漸進型彈簧,這種彈簧采用了粗細壓縮彈簧、疏密不一致的設計,好處是在受壓不大時可以通過彈性系數較低的部分吸收路面的起伏,保證乘坐舒適感,當壓力增大到一定程度後較粗部分的彈簧起到支撐車身的作用,而這種彈簧的缺點是操控感受不直接,精確度較差。

  6、線性彈簧,線性彈簧從上至下的粗細、疏密不變,彈性系數為固定值。這種設計的彈簧可以使車輛獲得更加穩定和線性的動態反應,有利於駕駛者更好的控制車輛,多用於性能取向的改裝車與競技性車輛,壞處當然是舒適性受到影響。

  7、短彈簧短彈簧相比原廠彈簧要短一些,壓縮彈簧而且更加的粗壯,安裝短彈簧,能夠有效降低車身重心,減少過彎時產生的側傾,使過彎更加穩定、順暢,提升車輛彎道 操控性。而原廠減震器的阻尼設定偏向舒適,所以短彈簧和原廠減震器在配合上不是很穩定,它不能夠有效的抑制短彈簧的回彈和壓縮,行駛在顛簸路面時,會有一 種不適的跳躍感,長此以往,減震器的壽命會大大減短,而且還有可能出現漏油的情況。
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扭簧的工作原理

    彈簧是利用彈性的原理來工作的機械零件,根據不同的需要彈簧壓縮彈簧的種類有很多種。其中扭簧就是其中一種。扭簧它是利用杠杆的原理,通過對材質柔軟、韌度較大的 彈性材料的扭曲或旋轉,使之具有極大的機械能是承受扭轉變形的彈簧,它的工作部分也是各圈或是緊密圍繞或是分開圍繞。扭轉彈簧的端部結構是加工成各種形狀 的扭臂,由單扭至雙扭,乃至各種扭杆之變形,得拉伸彈簧依設計成型。扭轉彈簧常用於機械中的平衡機構,在汽車、機床、電器等工業生產中廣泛應用。彈簧還有很多種分 類,像拉伸彈簧、壓縮彈簧、碳納米彈簧等等。

  彈簧是一種利用彈性瑨工作的一種機械零件,可以用它來控制機件的運動、緩和衝擊或震動、貯蓄能量、測量力的大小等,它在機器、儀表中廣泛應用。彈簧的種類復雜多樣,按形狀分,主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧等。

  彈簧的功能主要有:

  ①控制機械的運動,如內燃機中的閥門彈簧、離合器中的控制彈簧等。

  ②吸收振動和衝擊能量,如汽車拉伸彈簧、火車車廂下的緩衝彈簧、聯軸器中的吸振彈簧等。

  ③儲存及輸出能量作為動力,如鐘表彈簧、槍械中的彈簧等。

  ④用作測力元件,如測力器、彈簧秤中的彈簧等。彈簧的載荷與變形之比稱為彈簧剛度,剛度越大,則彈簧越硬。
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油封在電機液壓系統的應用


  隨著大批量的步進電機控制的軸承磨床推向市場,步進電機系統控制的問題也越來越多的浮出水面,單軸控制步進電機系統的問題還少些,可是兩軸以上的步進電機油封系統,經常出現諸如兩個系統不同步,尺寸散差不穩定等故障。

  並不是說,只要把機床的液壓進給補償系統改成步進電機進給補償系統,機床的整個綜合性能就一定會顯著提高。步進電機替代了原來的復雜的液壓進給補償系統墊片,將原來液壓波動和機械零件加工傳動鏈的誤差消除了,並且步進電機可以把進給過程分成幾個階段,每個階段可以選用不同的脈衝頻率控制進給速度,可以用脈衝數來控制機床工作台精進給,這的確比原來液壓系統的軸承磨床進步了一大步。但是,隨之而來的就是機床其它相關部分也要跟著更新設計,才會滿足機床的磨削加工技術要求。無論是機械結構的設計還是電氣系統的設計都不應該忽視步進電機系統抗干擾能力比較弱的特性墊片。假如我們以上諸項問題的解決方案沒有妥善解決,假如機床的整體零部件特別是關鍵零部件還是原來機械液壓系統機床的標准,采用步進電機油封系統控制的軸承磨床就不會從本質上的得到改進。

  當然,最徹底的辦法就是采用國際上最先進的伺服電機控制系統。采用伺服電機控制系統的軸承磨床,將快跳油缸和諧波減速器去掉,采用滾珠絲杠和伺服電機直聯結構,使得機械系統誤差最小。雖然我國的采用伺服電機控制系統的軸承磨床多數還是脈衝控制,但是伺服電機的綜合驅動能力,抗干擾能力和重復定位精度,比之步進電機軸承磨床又前進了一大步。

  由於步進電機系統的特性和諸多BUG,它只是機械液壓無骨架油封控制進步到伺服系統控制中間的一個過渡產品,國外現在幾乎很少看到采用步進電機系統控制的精密磨床了,我國是在數控機床上應用步進電機系統時間最長的國家墊片。隨著我國軸承行業技改速度的加快,隨著越來越多的加工高品質軸承企業的發展,步進電機控制的軸承磨床最終會被伺服電機取代的。

  接著我們又分析了該機床的電氣系統,發現變頻器、變壓器和步進電機控制器擺放偏近,從PLC輸出的數據線電纜沒有屏蔽,配盤的強電和弱電電纜混裝等等問題。這些問題都是影響步進電機系統不穩定的因素。

  由於目前我國步進電機系統的抗干擾能力較差,這些電氣設計布局的不合理直接會產生偶然性進給系統和補償系統誤差,加上機械系統的系統性誤差,機床就會處於不穩定的工作狀態。

  馬氏體淬火過程中,由於零件各部位的冷卻不均勻油封,不可避免地出現熱應力和組織應力而導致零件變形。淬回火後零件的變形(包括尺寸變化和形狀變化)受很多因素影響,是一個相當復雜的問題,如零件的形狀與尺寸、原始組織的均勻性、淬火前的粗加工狀態(車削時進刀量的大小、機加工的殘余應力等)、淬火時油封的加熱速度與溫度、工件的擺放方式、入油方式、淬火介質的特性與循環方式、介質的溫度等均會影響零件的變形。應結合具體設備和產品對變形進行研究,提出控制變形的措施,如采用旋轉淬火、壓模淬火、控制零件入油方式等,減小熱處理變形,提高加工效率和零件性能。

  我國在軸承磨床上采用步進電機及其控制系統是從上個世紀九十年代開始的,十多年來,采用步進電機控制技術的軸承磨床發展很快,目前,無錫、石家莊、和河南幾個城市的軸承設備制造廠都在批量生產步進電機控制的軸承磨床。

  馬氏體淬火後,零件的尺寸穩定性主要受以下三種不同轉變的影響:碳從馬氏體晶格中遷移形成ε-碳化物、殘余奧氏體分解和形成Fe3C,這三種轉變相互疊加。在50~120℃之間,由於ε-碳化物的沉澱析出,J型無骨架油封引起零件的體積縮小,一般零件在150℃回火後已完成這一轉變,其對零件以後使用過程中的尺寸穩定性的影響可以忽略;在100~250℃之間,殘余奧氏體分解,轉變為馬氏體或貝氏體,將伴隨著體積漲大;在200℃以上,ε-碳化物向滲碳體轉化,導致零件體積縮小。研究表明:殘余奧氏體在外載作用或較低的回火溫度下(甚至在室溫下)也發生分解,導致零件尺寸變化。因些,在實際使用中,油封所有的軸承零件的加火溫充應高於使用溫度50℃,對尺寸穩定性要求較高的零件要盡量降低殘余奧氏體的含量,並提高貯運和使用中的尺寸穩定性、精度、壽命及可靠性。

  步進電機系統出現問題是多方面的。我們在球軸承內圈溝磨床做過分析研究,先後試過國內幾個品牌的步進電機,發現兩個系統的不同步現像很嚴重。不同步誤差測試從PLC、位控模塊、步進電機驅動器和步進電機開始。

  滾珠絲杠導程4mm,諧波減速器減速比為1:80油封,步矩角為0、9°,脈衝當量為0、125μm。

  步進電機的重復定位誤差已經超過機床精度檢驗標准的3倍。按照脈衝當量為0、125μm計算,工作台累計重復定位誤差在20次已經達到0、003。表1的數據說明不僅僅是步進電機的誤差,機械系統的誤差更加明顯。

  我們分析了這台機床的進給機構和補償機構,發現機械油封問題也比較嚴重。第一,滾珠絲杠公稱直徑偏小(Φ20),精度等級3級偏低,而且手感爬行現像較為嚴重;第二,進給快跳油缸和滾珠絲杠設計過定位,裝配位置偏差無法消除;第三,諧波減速器和滾珠絲杠只有螺釘鎖緊沒有鍵連接或銷鏈接;第四,沒有采油封用滾珠絲杠軸承等等。
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