压缩弹跳,有时也称为螺旋弹簧,是一种机械装置,用于在压缩过程中储存势能,并在压缩力消除时释放该能量。弹簧通常由钢或不锈钢等材料制成,形成螺旋形状。弹簧的线圈间距非常接近,因此当施加外力时,它们会压缩,当力消除时,它们会膨胀。
压缩弹簧应用
压缩弹簧的应用范围非常广泛,从汽车发动机和大型冲压机到大型电器和割草机,以及医疗设备、手机、电子产品和敏感仪器设备。最基本的安装是任何需要按钮的地方。锥形弹簧通常用于需要低固体高度和增加波浪阻力的应用。
压缩弹簧的设计方法
所有弹簧都会储存和释放能量,因此工程师和设计师必须对弹簧物理学有透彻的了解。弹簧是一种简单的机制,其行为是可预测的。弹簧设计的一个基本原理是胡克定律,该定律指出弹簧变形所需的力与变形量成正比。当压缩弹簧被压缩时,压缩弹簧所需的力会增加。
弹簧常数以牛顿每米(SI 单位)或磅每英寸为单位测量,决定了弹簧变形所需的力。弹簧常数越大,弹簧刚度越大。影响弹簧常数的因素包括线径、线圈直径、自由长度和有效线圈数。压缩弹珠中存储的能量取决于弹簧的材料特性、线径和线圈数量。弹簧的速度或刚度取决于线径和线圈数量。弹簧的速度是每单位长度的力变化,以磅每英寸或牛顿每毫米为单位。弹簧的速度可以通过改变线径或线圈数量来调节。
压缩弹簧的物理考虑因素
外径 (OD):将压缩弹簧插入孔中时,必须考虑其外径。如果弹簧要被设备的任何内部组件包围,则还应测量它们的尺寸。弹簧的外径 (OD) 在压缩过程中会膨胀,如果弹珠用于管子或孔中,这一点至关重要。OD 是从一个线圈的外边缘到另一个线圈的外边缘测量的。
制造工艺对弹簧的外径有限制,这可能会影响组装所需的外壳尺寸。弹簧制造商通常根据预期的外径膨胀和制造公差提供工作孔直径。此信息对于在订购定制弹簧或从库存目录中选择时指定您的需求至关重要。
内径 (ID):在轴或主轴上安装压缩弹簧时,必须考虑其内径。为避免摩擦,轴和弹簧之间应保持至少万分之一英寸的小间隙。内径是通过从外径中减去线径的两倍来确定的。
压缩弹簧内径
自由长度:为保证压缩弹跳保持其预紧状态和位置,建议自由长度略大于可用空间。自由长度是指压缩弹簧在未受压、加载或受到任何力时的长度。它是从弹簧的一端到另一端或从尖端到尖端测量的。
压缩弹簧自由长度和实心高度
物理高度:弹簧的物理高度由线径和线圈总数决定。确保弹簧的负载高度不超过或低于其物理高度。
弹簧的工作环境,包括温度和湿度等因素,都会影响其性能。虽然更昂贵的材料可以承受更高的温度,但它们也增加了弹簧的总体成本。
弹簧间距:弹簧间距是指相邻线圈之间的空间,从一根线的中心到另一根线的中心测量。要确定间距,请测量线圈之间的间隙并添加电线的粗细。
测量压缩弹簧的螺距
主动线圈:在压缩弹簧中,主动线圈是指当弹簧受到负载时压缩和偏转的线圈。这些线圈负责弹簧的运动和功能。
母线线圈数量:压缩弹簧中的母线线圈数量包括有效线圈和任何不参与偏转的无节距封闭线圈。
选择压缩弹簧时,了解线圈总数和有效线圈数非常重要。闭端或接地端弹簧的末端有无效线圈,而开端压缩弹簧的所有线圈都是有效的并参与承载载荷。
了解弹簧常数对于制造商确保适当的弹簧性能至关重要。如果弹簧常数太高或弹簧线太细,弹簧可能会失效。大型弹簧必须精确制造,以避免不稳定和潜在损坏。弹簧绕线机通过精确计算进行仔细校准,以确保生产的弹簧符合要求的规格。