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有关弹簧的类型及功用
有关弹簧的类型及功用

弹簧是一种在载荷作用下能产生较大的弹性变形的零件。

一、弹簧的类型

按照所承受的载荷不同,弹簧可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧四种。

按照弹簧的形状不同,弹簧又可分为螺旋弹簧、环形弹簧、碟形弹簧、板簧和盘簧等。螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的,由于制造简便,所以应用最广。在一般机械中,最常用的是圆柱螺旋弹簧。

二、弹簧的功用

(1)控制机构的运动,如制动器、离合器中的控制弹簧,内燃机气缸的阀门弹簧等。

(2)减振和缓冲,如汽车、火车车厢下的减振弹簧,以及各种缓冲器用的弹簧等。

(3)储存及输出能量,如钟表弹簧、枪闩弹簧等。

(4)测量力的大小,如测力器和弹簧秤中的弹簧等。

弹簧乃机械要素之一,作成适当的形状,充分利用材料的弹性,吸收能量的能力,因而只要是弹性体,即可用为材料,极端而言,轨道、桥梁之类的构造物也可以说是一种弹簧作用,但是,用为一般机械要素的弹簧若用弹性范围少的材料,则会因小外力或变形而超越弹性限度,清除外力后仍残留变形,减少弹簧的作用;因而,弹性材料首须要求弹性越大,——亦即弹性限度高,实用上常用金属弹簧。

弹簧是极度利用弹簧材料的弹性,当然是弹性愈高的材料愈好,不过,在实际使用时,其材料还要求物理、化学机械性性质等条件而取舍,一般其考虑因素:

1、弹性限度:弹性限度是对材料旋加某力而变形后,消除该力时,不残留变形的最大力所相对的应力,很难测定,但相对抗拉强度高的材料,其弹性限度高,同时可通过热处理或冷间加工来改变弹性限度;

2、弹性系数:对弹簧材料施力,产生单位应变时的应力称为弹性系数,此值为弹簧设计的基体,弹簧材料的弹性系数主要取决于其化学成分,因热处理、冷间加工而稍有变化,使用温度高时会大减少;

3、疲劳强度:疲劳强度与材料的抗拉强度有一定关系,但因表面状态、脱碳、冷间加工、热处理而变化,这些条件因材料的制造方法,弹簧的制造方法而变化。