压缩弹簧计算基本认知

Question

如题所述

Answer 1

　　我们都知道压缩弹簧就是承受压力的螺旋弹簧，它一般用料的截面基本都是圆形。压缩弹簧一直广泛用于我们的生活，不管是一些大型的设备或者小型的设备，都基本用上了压缩弹簧。那么知道一些关于压缩弹簧计算的知识，是不是对于我们的生活有着许多的便利了。因为圆形弹簧使用较多，所以就简单为大家介绍一下关于圆形压缩弹簧计算的知识。下面和小兔一起去学习一下吧。

　　

　　圆柱螺旋弹簧根据工作时受力不同又可分为:压缩弹簧,拉伸弹簧和扭转弹簧。此次扫盲我们只介绍圆柱螺旋弹簧。

　　圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及尺寸关系

　　此图为圆柱螺旋压缩弹簧各部分尺寸,图中尺寸的意义如下

　　1. 簧丝直径d 弹簧的钢丝直径(俗称线径或线径)

　　2. 弹簧外径D 弹簧的最大直径(俗称大径,也有的公司用OD来表示外径,知道就好,不要学这种坏习惯) 3. 弹簧内径D1弹簧的最小直径(俗称小径,也有的公司用ID来表示内径,知道就好,不要学这种坏习惯)

　　4. 弹簧中径D2弹簧的平均直径(俗称中心径,也有的公司用Dcen来表示外径,知道就好,不要学这种坏习惯) 5. 节距t 除两端支撑圈外,弹簧上相邻两圈在相对应两之间的轴向距离 6. 弹簧圈数 弹簧圈数共有三种,即有效圈数n,支撑圈n2,和总圈数n1. 7. 自由高度H0 弹簧在不受外力时的高度(或长度)，H0=nt+(n2-0.5)d

　　当然弹簧的参数远远不只这些，像一些疲劳特性计算,有效寿命的计算, 载荷与变形屈服曲线,弹簧刚度有限元分析等,在扫盲班中就不做解释了,放在后面提高班中再介绍。

　　接下来简单介绍一下弹簧的加工艺:

　　我们常用碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等材料来制作弹簧。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。

　　

　　我们回到正题,讨论一下此次扫盲题的分析及计算: 首先我们要搞清楚弹簧的刚度计算公式~ 弹簧刚度值我们用K来表示,单位是N/mm2

　　K=G*d^4/8*d2^3*n 其中G是指材料的切变模量(俗称弹性系数),此数据一般可通过查表获得,也可以要求供应厂商提供材料物性表获得.常见的像SUS631,SUS316,SUS304,SUS302等为70000N/mm2 弹簧刚,65Mn等等约为80000N/mm2~

　　求得K值后后，我们还需获得弹簧的作用长度L值，此长度由我们设计者来设计确定。

　　作用长度指弹簧的预压长度+作用行程长度之和 如一个弹簧由10压缩至6,那么它的作用长度则为4.如果还有预压高度，也要一并算入作用长度。 最后弹簧作用力P值为：P=K*L

　　

　　具体的计算过程小兔就不多讲了，毕竟大家都不是小学生了， 而所有制造压缩弹簧中，只要没有严格的标准，只要是符舍设计要求的制造都是可行的。我们可以随意改变弹簧线径，有效圈数，自由高度，内径等参数来调整弹簧作用力。但是对于一些严格要求的设备就不行了。 好了，所有的介绍就到这里了，希望可以帮助大家，让大家收获一份知识。

Answer 2

MP35N商虎合金
物理性能：熔点1314~1440°C；弹性模量23902kg/mm2，切变模量8225kg/mm2
特性：MP35N超高强度，较好的塑性和高的抗腐蚀性能，该合金点蚀当量PREN为53，临界点蚀温度CPT为84°C；紧固件合金中最耐腐蚀，可抵抗多种无机酸、硫化氢、海水、盐雾环境和含Cl溶剂的腐蚀，同时有优异的抗应力腐蚀和抗氢脆的能力；最高工作温度400°C；耐腐蚀紧固件材料的疲劳强度最高。推荐制造在腐蚀环境下以及300°C以下工作的超高强度紧固件。该牌号可代替大多数高强度不锈钢。
加工性能：MP35N合金化程度高，热导性差，切削温度高，切削力大，加工效率低，切削成本高。该合金的机加性能略好于Waspaloy。
制造螺栓时，使用的材料经过冷作硬化，强度硬度较高，应使用热镦镦制螺栓头型
用途：MP35N该合金主要用于生产紧固件和弹簧等，用于航空航天的空间设备、巡航导弹发射装置、心脏脉动器、核装置的阀门，以及石油工业、造船业中在氯化物介质中工作的零件。该牌号在国外以上领域中应用广泛。
密度：8.43 g/cm3
MP35N化学元素成分含量(%)：
Carpenter MP35N的成分：
碳 Max 0.03
锰 Max 0.15
磷 Max 0.015
硫 Max 0.010
硅 Max 0.15
铬 19-21
镍 33-37
钼 9-10.50
钴 Mix 35
钛 Max 1.0
硼 0.01
铁 Max 1.0
MP35N物理性能：
密度 8.43(g/cm3)
融点(°C) 1440
膨胀系数 介于 21 - 93°C 之间为 12.8 μ m/m °C
抗张强度约量
弹簧韧度 在 650 °C - 4 Hrs - A/C 处老化
退火
退火 800 - 1000 N/mm2
弹簧韧度 1400 - 1900 N/mm2
弹簧韧度 + 老化 1900 - 2200 N/mm2
刚性模量 80.7 kN/mm2
弹性模量 234 kN/mm2
MP35N的描述 ：
MP35N合金是一种无磁的镍钴铬钼合金，具有抗拉强度（高达300ksi[2068MPa], 良好的延展性和韧性以及非常好的抗腐蚀性。除此之外，该合金还展现了的抗硫化、高温氧化和氢脆的性能。MP35N的独，特性能是通过加工硬化、相变和时效处理得到的。如果该合金在充分加工硬化条件下使用，工作温度-200～315°C，高推荐温度为750华氏度（399摄氏度）。