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楼主: easylife
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起个头,谈弹簧

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11#
发表于 2013-11-5 15:17:04 | 只看该作者
以前单位用的某根弹簧,原始设计调高度用的,弹簧+锁紧
$ D/ y+ {- m/ ~2 k不知过了多少年以后,那弹簧根本弹不起来了,高度变成不可调。当时一个小伙发现的,告诉领导,领导叫他别管:1.不是设计的错误,2.你又不是质检
12#
楼主 | 发表于 2013-11-6 00:20:27 | 只看该作者
2266998 发表于 2013-11-4 12:20
% M6 l' e# j3 Q. a6 \8 p- }大虾认真了,这个,必须要先玩材料,从半截插进来玩,事实证明是不行的,
5 _3 ~7 r7 \, ]8 z; f. A& C
+ `! G! e: ]! _' ~. H5 L" g P举例说,弹簧断裂,原因很多, ...
9 ?- `9 h- m: L( @: R% P, d
续贴:* V( U2 B% e: ]1 |# m! ]
看到有人谈到生产地,进一步交待下背景,
, @& n% _% f; R% k产品是西欧一小公司设计生产的,自己也投放市场几年没有弹簧断裂质量问题。后来被我司买入产品设计产权及生产,并做了设计改进。弹簧作为关键件,一直在瑞士生产。* n) F$ H% L0 o3 k. T6 j
按理说,小公司只卖欧洲也没事,因为全寿命周期也就用个几万次。但亚洲市场应用环境不一样,对疲劳寿命次数要求高于欧洲市场数倍,因此在指标变更后重做寿命试验就遇到问题了。# e ~ x# e$ ^$ S

4 q5 o$ L1 M5 [0 H* P, e断裂试样断口组织分析发现材料并没有明显质量缺陷,检查图纸发现选用的弹簧材料虽为德标弹簧钢,但此牌号一般只被推荐用于静载场合。而且图纸也没有要求做喷丸处理。查相应弹簧古德曼疲劳曲线可见此材料达不到要求疲劳寿命。( v* F) ^) @0 o# q. N% x" z

/ v) I$ R9 m; p/ A3 i解决方案是选用同一德标内适用于疲劳场合的弹簧钢,并要求喷丸处理。依弹簧古德曼疲劳曲线数据是能满足疲劳寿命要求的。结果是产品通过了测试。。。
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4 q/ B" _3 t# e$ z& V
# ]+ f" u4 |9 X8 g; C以上是我的工作经历,下面谈谈总结的圆柱螺旋拉压弹簧疲劳设计:
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楼主 | 发表于 2013-11-6 00:59:58 | 只看该作者
本帖最后由 easylife 于 2013-11-6 01:26 编辑
& ~5 ~. P6 L, X+ I0 L, I
9 n# u0 \4 d3 |$ Y* z一种是按美国机械设计手册,不同弹簧材料会有线径 vs. 最大应力的曲线。, o+ A/ S0 C* @! V$ I: e4 }4 j

$ ]& Z. ~8 |! Y6 Z- O* |6 h
: {6 s8 A' L, V3 Q: E6 F另外一种是德标弹簧设计,针对压簧,和拉簧都有相应设计标准。 对不同材料,有对应 古德曼疲劳曲线,线径不同时曲线也不一样( 基本是平行偏移)。
* A0 B1 H1 C* l- @7 p设计时只要确定材料,线径,最小最大应力就能根据相应曲线预估疲劳寿命。2 n' k% Y, x5 i7 p( w# @, v: z
注意此方法是预估,不等于最终产品一定满足设计要求。要求高的可靠性可能要像八爷一样全程监控保证不出差错,最后还得取样测试保证极高的可靠性。: c' o4 |# P# b
一以前干军工的英国机械工程师(同事)就说到他们对弹簧丝材料生产,坯料储存,生产及成品保管,都有严格要求。为保证可靠性还要抽高比例的样品测试。
3 w1 H7 _" r% L! H* K还好我做得这个产品有弹簧断裂失效的安全保护装置,不然弹簧断了还真会出人命。但是产品失效也会对客户造成极大不便,砸了公司招牌,马虎不得。
) a1 ]9 T D+ c5 w" V+ \1 l3 L' p/ w
& ^6 a( ]% x4 X D
个人喜欢第二种方法,感觉第一种方法粗糙了点。详细标准和手册内容不多说了,有心人肯定能查到。
$ @( O% g( ?4 H0 S5 a
- [3 ?7 q' @0 F+ o- m' z* W
- z6 b W% b/ Y/ o! S) ]还有来自其他资料的一点总结:
0 C7 n$ p1 B3 K ~5 _- @喷丸一般能提高20-30%疲劳寿命。! Z* ?9 N$ F7 V% k* {
表面处理注意氢脆风险。* Z2 e% U2 O4 c: x( ?- U
0 S: L/ T6 M/ ?8 ?$ u" {

6 p h3 K! K/ i/ g3 y F8 ?! ]下面是我的疑惑,期待大侠解答:& p% N2 G, c. V" e z: n
1. 有些资料提到对压簧,压并处理能提高其疲劳强度,而且确实见到有的欧美厂商生产视频中产品做了压并处理。 但有些资料又不以为然,认为没效果。 大侠怎么看?
- |$ ]- L) C& J! E/ h( j3 k2. 关于拉压弹簧预载荷问题,有的弹簧热卷之后会退火去应力,这样成品弹簧预载荷为零。 但有些弹簧卷绕后没有退火处理,如何确定这个弹簧预载荷的大小? 这个和计算弹簧应力相关,通过成品实验测试属于下下之策。
% u5 v0 l4 N0 f3. 其实是另外一个话题,关于片状卷簧的,典型产品是市面上的弹簧平衡器,如日本远藤公司产品。120公斤级产品保用寿命2-3万次, 大侠有类似经验么? 有没有更好产品推荐 (http://www.endo-china.com/Product/Pro-190.html)) x* _8 g5 q6 Y+ M* R( [( G9 z
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国外军工也做高比例抽样啊。我国那个爆炸螺栓?!10个取1个还是100个取1个的例子看来还是靠谱的 发表于 2013-11-6 21:28

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14#
发表于 2013-11-6 09:55:07 | 只看该作者
easylife 发表于 2013-11-6 00:59 : a( d l6 X' v
一种是按美国机械设计手册,不同弹簧材料会有线径 vs. 最大应力的曲线。

. G0 V: c! y( t) [+ ^0 C5 U' x% N大致回答你的问题,也佩服你学习的精神,
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1. 有些资料提到对压簧,压并处理能提高其疲劳强度,而且确实见到有的欧美厂商生产视频中产品做了压并处理。 但有些资料又不以为然,认为没效果。 大侠怎么看?
/ @4 i7 h+ a# s& i
8 D- c2 ?/ n1 n$ m( j对新弹簧,但一定的次数压靠,可以早期筛选,有问题的,可以先期筛出,对有些变形要求严格的,用这个措施可以控制后期‘松弛’,对疲劳的影响不大,疲劳主要是两个因素,一个是次数,一个是材料自身的缺陷,没有循环次数就没有疲劳,没有缺陷,也没有疲劳,次数可以无限玩下去,, f3 n) `* _7 E) {* X9 E
2 G+ A# t% z5 L/ L6 ` j$ M5 |. ^
2. 关于拉压弹簧预载荷问题,有的弹簧热卷之后会退火去应力,这样成品弹簧预载荷为零。 但有些弹簧卷绕后没有退火处理,如何确定这个弹簧预载荷的大小? 这个和计算弹簧应力相关,通过成品实验测试属于下下之策。
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. b2 J4 e1 @! c! v这个就基本靠实验了,想计算,就必须有那种材料对应的修正系数,也就是说,以前玩过同一材料的,有对应系数可以修正,就可以用,对纯粹新材料,当无法修正时,计算只能作为参考了,
; B& ~1 q/ _# J

$ n4 q' v) z6 w. A3. 其实是另外一个话题,关于片状卷簧的,典型产品是市面上的弹簧平衡器,如日本远藤公司产品。120公斤级产品保用寿命2-3万次, 大侠有类似经验么?
7 ] H0 v3 h' G* u& S/ A/ W1 {" [% \, V |' y% V& U" e
这个要具体谈了,我玩过钢板簧,也玩过板--圈复合的,对应一个确定产品,特别是小鼻子的东西,要针对那个东西才能谈,弹簧寿命,是个特别复杂的问题,要针对使用才能具体谈,

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楼主 | 发表于 2013-11-6 12:26:02 | 只看该作者
2266998 发表于 2013-11-6 09:55
: s0 D0 i/ g* L% j( v% ?大致回答你的问题,也佩服你学习的精神, : V5 O# m. u+ W/ u @
: K9 H2 r. q6 Q8 I
1. 有些资料提到对压簧,压并处理能提高其疲劳强度,而且确实 ...
/ u" q# u% u" S7 T! D
谢谢大侠详细解答,这下心里有谱了,呵呵
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$ u0 b3 i Q5 [9 z5 ~/ H/ b有人说在欧美做机械设计比国内省心,因为很多你不精通的东西都可以找专业厂商解决,国内只能靠自己摸索,或者高价找鬼子
. v8 P( Y4 _( V% U+ M9 U+ P7 r8 f- a4 e% O6 n$ i: @
! u& E4 _' C7 [, ?9 \
弹簧的话题希望大侠能介绍几个实例,让我们长长见识。不希望这个主题就这样结束了,哈哈' z# A! B. h8 }% K1 R! p

( _$ @9 b& Z2 d% a, y& e! L! H
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发表于 2013-11-6 12:33:42 | 只看该作者
easylife 发表于 2013-11-6 12:26 ( l0 s P/ d& C" x
谢谢大侠详细解答,这下心里有谱了,呵呵
: j- G& m" h2 J$ O$ e
# O7 C# q! I% Y有人说在欧美做机械设计比国内省心,因为很多你不精通的东西 ...

C9 I" b. ^* N% h在国内玩工业,就不能开口说:这个我不懂,因为没有那个资格,你不懂了,人家就蒙你,! `, S, V# W: U7 L0 @3 X

0 S9 d7 t1 y9 n5 c9 P9 Q I你问人家是不是?人家就说是,你毫无办法,你自己从头到尾都懂,人家就怕你,灰溜溜的,不敢扎次,给俺焊接的机架,工作10年,屁毛病都没有,焊缝都是规矩的很,
4 P! C. g+ a. f1 m" p9 ~8 A/ z# X; J/ }5 N7 q: g+ I
弹簧,挺复杂的对象,你有进一步的技术问题,还可以再谈,我解答你,哪部分都可以,包括材料原始冶炼问题,加热问题等,任何都可以,
$ f6 \; J7 W& _& C) b% v: e9 R
3 `1 b1 o2 Y5 b& n说到这类技术帖子沉底,是必然的,越深,沉的也越快,俺举几个例子,估计就马上沉底了,9 c2 \) i; @* d4 r% L0 E
/ C# [3 m2 ^8 E; C
你看那几个俺把设计与图纸都给的,包括电气设计都列出来的帖子,沉的更快,瞬间就沉底了,哈哈,
6 O9 J+ {( B; H( G: ]/ p4 ?& W
9 b9 J+ ~7 c* q) n& K" |: @大虾学习精神不错,以后有前途,谢谢
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17#
楼主 | 发表于 2013-11-6 12:56:31 | 只看该作者
2266998 发表于 2013-11-6 12:33 % A; A# j+ v. T D3 u
在国内玩工业,就不能开口说:这个我不懂,因为没有那个资格,你不懂了,人家就蒙你, " ]# v+ W% D4 N% p( A- k
V' W2 Q0 q( `3 c
你问人家是不是 ...

. h f: e; `9 b5 }0 J谢谢八爷,材料热处理问题以后再请教,目前了解得少
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发表于 2013-11-7 17:55:59 | 只看该作者
弹簧真的用的很少,这次是学习了,谢谢各位大侠
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发表于 2013-11-7 19:30:48 | 只看该作者
还没考虑过呢,拿个弹簧就用了
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发表于 2013-11-8 06:31:20 | 只看该作者
想起一件糗事,刚毕业那阵子,设计一个结构需要弹簧,不会算,2个条件确定不下来,条件还有变量,就做了6个规格,一样一个,后来工艺来问了,就只好美其名曰,这个叫试用法,哪个合适用哪个!
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