Einführung in die mechanische Feder
Mechanische Feder ist ein elastisches Element, das in der mechanischen und elektronischen Industrie weit verbreitet ist.
Die Feder kann unter Belastung eine große elastische Verformung erzeugen und mechanische Arbeit oder kinetische Energie in Verformungsenergie umwandeln. Die Verformung der Feder verschwindet und kehrt in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Gleichzeitig wird die Verformungsenergie in mechanische Arbeit oder kinetische Energie umgewandelt .
Das Verhältnis von Federkraft zu Verformung wird als Federsteifigkeit bezeichnet. Je größer die Steifheit, desto härter die Feder.
Der Zweck des Frühlings
- Dämpfung und Dämpfung. Wie Dämpfungsfedern unter Wagen und Waggons, Pufferfedern verschiedener Puffer usw.
- Steuern Sie die Bewegung des Mechanismus. Wie Ventilfedern in Verbrennungsmotoren, Steuerfedern in Kupplungen usw.
- Energie speichern und ausgeben. Wie Uhrfedern, Pistolenbolzenfedern usw.
- Messen Sie die Größe der Kraft. Wie Federwaagen, Federn in Dynamometern usw.
Arten von Federn
Je nach Art der Kraft ist die Feder unterteilt in: Zugfeder, Druckfeder, Torsionsfeder und Biegefeder.
Zugfedern
Zugfedern sind Schraubenfedern, die eine axiale Spannung tragen. Zugfedern bestehen in der Regel aus Materialien mit rundem Querschnitt. Wenn sie nicht unter Last stehen, sind die Windungen der Zugfeder im Allgemeinen dicht und es gibt keinen Spalt.
Druckfedern
Druckfedern sind Schraubenfedern, die den Druck tragen. Die meisten verwendeten Materialien haben einen kreisförmigen Querschnitt und werden auch mit rechteckigen und mehrsträngigen Stahlspulen gewalzt. Die Federn haben im Allgemeinen die gleiche Steigung. Zwischen den Windungen der Druckfeder befindet sich ein bestimmter Betrag. Bei Aufnahme einer externen Last schrumpft die Feder und verformt sich, um Verformungsenergie zu speichern.
Torsionsfedern
Torsionsfedern sind Schraubenfedern. Die Torsionsfeder kann Winkelnergie speichern und abgeben oder den Arm um die Mittelachse des Federkörpers drehen, um eine Vorrichtung statisch zu fixieren. Die Enden der Torsionsfeder sind an anderen Elementen befestigt, und wenn sich die anderen Elemente um die Mitte der Feder drehen, zieht die Feder sie in ihre ursprünglichen Positionen zurück und erzeugt ein Drehmoment oder eine Drehkraft.
Luftfeder
Die Luftfeder ist eine Art nichtmetallische Feder, die Druckluft in einen flexiblen luftdichten Behälter einbringt und die Kompressibilität der Luft nutzt, um eine elastische Wirkung zu erzielen. Die Verwendung in der Aufhängungsvorrichtung von High-End-Fahrzeugen kann den Fahrkomfort des Fahrzeugs erheblich verbessern, wodurch die Leistung des Fahrzeugs erheblich verbessert wird. Komfort, daher sind Luftfedern in Kraftfahrzeugen und Eisenbahnlokomotiven weit verbreitet.
Carbon Nanotube Spring
Eine Kohlenstoffnanoröhrenfeder ist erforderlich, um zuerst einen Kohlenstoffnanoröhrenfilm herzustellen und dann mithilfe der Spinntechnologie den Kohlenstoffnanoröhrenfilm in eine Kohlenstoffnanoröhrenfeder zu spinnen. Der Durchmesser kann Hunderte von Mikrometern erreichen, und die Länge kann mehrere Zentimeter erreichen.
Es wird erwartet, dass es in Bereichen wie dehnbaren Leitern, flexiblen Elektroden, Miniatur-Dehnungssensoren, Superkondensatoren, integrierten Schaltkreisen, Solarzellen, Feldemissionsquellen, Energiedissipationsfasern usw. verwendet wird als spannungsempfindliche Bandagen.
Frühlingsproduktion
Der Herstellungsprozess der Spiralfeder umfasst: Walzen, Hakenherstellung oder Endbearbeitung des Stirnringes, Wärmebehandlung und Prüfung der Prozesseffizienz.
In der Massenproduktion wird es auf einer universellen automatischen Federwickelmaschine gewalzt; In der Einzel- und Kleinserienfertigung wird es auf einer gemeinsamen Drehmaschine oder von Hand hergestellt. Wenn der Durchmesser des Federdrahtes kleiner oder gleich 8 mm ist, wird üblicherweise das Kaltwalzverfahren verwendet, eine Wärmebehandlung ist vor dem Aufwickeln erforderlich und eine Temperierung bei niedriger Temperatur nach dem Aufwickeln.
Wenn der Durchmesser größer als 8 mm ist, wird das Heißspulenverfahren (Heißspulentemperatur 800 ～ ～ 1000 ℃) angewendet. Nachdem die heiße Spule bei mittlerer Temperatur abgeschreckt und angelassen wurde, sollte die Prüfung der Oberflächenqualität nach dem Formen der Feder durchgeführt werden.
Die Oberfläche sollte glatt, frei von Narben und frei von Ablösung sein. Defekte wie Kohlenstoff; Federn, die variablen Belastungen ausgesetzt sind, müssen oberflächenbehandelt werden, z. B. durch Kugelstrahlen, um die Lebensdauer der Federn zu verlängern.
Vorsichtsmaßnahmen für mechanische Federn
Bei tatsächlichen Arbeiten sollte die Druckfeder in der Lage sein, ihre Arbeitslänge beizubehalten, selbst wenn sie einer Kraft ausgesetzt ist, die über die Elastizitätsgrenze des Materials hinausgeht.
Daher sollte die Länge der fertigen Feder gleich der berechneten Länge der Feder zuzüglich der anfänglichen Kompression sein, wodurch verhindert werden kann, dass die Feder nicht richtig sitzt, um gefährliche Spannungen beim Anziehen der Spule zu vermeiden, die die Die Federanzeigelinie ist abnormal und nicht vorhanden.
Bei der Wärmebehandlung der fertigen Feder, insbesondere beim Härten und Anlassen, muss das Werkstück horizontal (horizontal) im Ofen platziert werden, um zu verhindern, dass sich die Feder aufgrund ihres Eigengewichts verkürzt und der Betrieb nicht stattfindet.
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