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昆山弹簧材料种类
2019-04-18 13:27:49
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衢州弹簧

昆山弹簧材料种类


昆山弹簧材料使用最广者是昆山弹簧钢(SUP),其他依使用目的而有表A所列各种钢或铜合金线。  

     表A 一般用于昆山弹簧之材料  

种 类 JIS编号 符 号  

弹 簧 钢 G 4081 SUP  

硬 钢 线 G 3521 SW  

琴 钢 线 G 3522 SWP  

油回火钢线 — —  

不 锈 钢 线 G 4309 SUS—WH  

黄 铜 线 H 3521 BsW  

白 铜 线 H 3721 HSWS  

磷 青 铜 线 H 3751 PBW  

铍 铜 线 H 3803 BeCuW  


A.碳钢及合金钢:制造昆山弹簧时,常加矽、锰、铬、钒及钼等金属元素于钢中以增加昆山弹簧之弹性及疲劳限度,且使其耐冲击。  

a.大型昆山弹簧多用热作加工,即昆山弹簧材料高温轧成棒,再高温加工成形后,淬火于780度~850度左右之油或水中,再施以400度~500度的温度回火。  

b.小型昆山弹簧,先经退火,再用冷作加工,捲成后再经硬化回火,如钢丝、琴钢丝或钢带。  

c.琴钢丝是属高炭钢材(0.65~0.95%)制造,杂质少,直径常小于1/4时经过轫化处理后在常温抽成线,其机械性质佳抗拉强度及轫性大,为优良的螺旋昆山弹簧材料。  

d.不锈钢线用于易受腐蚀处,承受高温可用高速钢及不锈钢。  

e.油回火线含碳量0.6~0.7%应含锰,0.6~1.0%常用于螺圈昆山弹簧,  

f.板昆山弹簧常用0.9~1.0%之普通钢,其较高级者则使用铬钒钢及矽锰钢。  

2非铁及非铁合金钢:  

a.合金不能藉热处理使之硬化,只须捲成即可。  

b.作昆山弹簧用铜合金者有磷青铜,黄铜等,弹性较钢为劣燃耐蚀性强,一般使用于化学机器之昆山弹簧,又因非磁性关係可使用于电气测定器用昆山弹簧。  

c.孟纳合金(Monel)为铜及镍之合金,用于食品工业,以K表示。  

d.英高镍合金(Inconel)(75%Ni,15%Cr,10t)在高温(700度F以内)不会有松弛现象,用在锅炉,涡轮机及喷射引擎内的昆山弹簧。  

3.橡皮昆山弹簧:  

a.功用为吸收震动及冲击运动用。  

b.树脂材料中有很多亦可作为昆山弹簧材料。  


昆山弹簧的正确使用方法


 ⑴超过最大压缩量的使用

(30万回条件,接件密著长之使用)压力产生进而造成折损,接近密著长之使用,会使昆山弹簧线部逐渐密著如此,因为昆山弹簧定数变高造成荷重曲线随之生高,近而产生高应力使昆山弹簧断裂,请不要使用超过30万回。

 ⑵无预压的使用

 因有间隙造成昆山弹簧上下震动导致昆山弹簧扭曲,如有预压时,昆山弹簧较为稳定。

 ⑶昆山弹簧横置使用 

 昆山弹簧横置使用时,会造成导销与昆山弹簧磨损并断裂。

 ⑷无昆山弹簧导引的使用 

如在无昆山弹簧导引的情况下使用时,很容易造成昆山弹簧底部及本体之扭曲,其扭曲部之局部高压力是导致昆山弹簧断裂的要因,请一定要使用内径导销或外径导引等装置。

 ⑸装配面平性度不良时 

装配面之平行度不良时会造成昆山弹簧扭曲,局部产生高压力断裂,及平行度不良之场合造成昆山弹簧扭曲与超过30万回使用造成昆山弹簧断裂。请在不超过30万回使用条件下改善装配面的平行度。

 ⑹有关昆山弹簧内径及导销 

与导销之间间隙过小时,会造成内径之碰撞磨耗,其磨耗部是造成昆山弹簧断裂的要因;相反如间隙太大会造成昆山弹簧扭曲断裂,最佳之间为昆山弹簧内径-1.0mm左右。及自由长较长的昆山弹簧(自由长/外径大于4以上)请用段阶或导销,以避免昆山弹簧体扭曲时与导销之碰撞。 


⑺昆山弹簧外径与沉头孔 

沉头孔与昆山弹簧间隙头太小时,会因昆山弹簧压缩致使外侧膨大与沉头孔磨擦造成力集中断裂,较佳的沉头孔径为昆山弹簧外径+1.5mm。自由长较长的昆山弹簧时请用沉头孔形状。

 ⑻导销长度及沉头孔深度较短时 

 导销太短,会造成导销头部与昆山弹簧磨损而断裂,导销的理想长度设定为昆山弹簧长之1/2以上,并请倒C3之倒角。

 ⑼变方或使用 

 使用昆山弹簧时,昆山弹簧受力扭曲致使内圈昆山弹簧插入到外圈内(或外圈插入内圈)造成断裂。

 ⑽昆山弹簧串联的使用 

以串联方式使用时致使昆山弹簧弯曲,并超越导销或沉头孔长度,进而造成一相同原因之断裂,及因昆山弹簧本身荷量之稍许差异造成荷重较弱者承受更大的压缩量面断裂。

 ⑾碎片异物夹杂使用时 

 夹杂异物部分会造成有效卷部无作用仅其他部分之压缩,实质的有效卷数变小近面造成高应力并断裂,请勿将异物夹杂于昆山弹簧内 。   


昆山弹簧的材质非常关键


  当压缩空气从气口2进入气缸活塞中腔时,两活塞向气缸两端方向移动,迫使两端的昆山弹簧压缩,两端型腔的空气通过气口4排出,同时两活塞同步带动齿轮轴逆时针方向旋转。

  在压缩空气经电磁阀换向后,气缸内两活塞在昆山弹簧自身弹力作用下向中间移动,中间型腔的空气从气口2排出,同时两活塞同步带动齿轮轴顺时针方向旋转。通过顺时针逆时针旋转,达到开关阀门的目的。

  首先,昆山弹簧的材质非常关键,昆山弹簧是由昆山弹簧钢丝卷制成型,各种牌号的昆山弹簧钢性能,强度都不同,价格也是想差很多,进口的线材和国产的线材更是相差悬殊。相应的,最终昆山弹簧的疲劳寿命和强度也是相差很多。精工细作的昆山弹簧在整个使用周期过程中可以轻松突破100万次,而力值的衰减仅10%-12%(与未做疲劳试验之前的原始力值比较)。


昆山弹簧磨削时影响质量的主要因素


   砂轮砂粒粗,磨面粗糙度变粗,砂轮颗粒细则生产效率低。如砂轮过硬,磨削出来的磨面会有烧伤的现象,垂直度不好,还会出来两个磨面,砂轮软了,砂粒脱落快,砂轮寿命短,而且垂直度和端面平行度不好。

  在双端面磨簧机磨削昆山弹簧端面时,为保证昆山弹簧的垂直度,昆山弹簧的升角的大小很重要。当螺旋升角的大小不一致时,磨削后的磨面度数及端头的厚度,垂直度离散性很大。

  昆山弹簧磨削时端头紧贴处容易产生缝隙,缝隙会影响昆山弹簧的垂直度,负荷特性及自由高度尺寸,所以一般磨削昆山弹簧工序在消除应力回火定型后进行,用退火料卷制的昆山弹簧,粗磨时会出现端头缝隙现象,用冷拔材料卷制的昆山弹簧,钢丝表面有一层残余应力,粗磨后破坏残余应力的平衡引起端头缝隙,所以当退火材料卷制的昆山弹簧在粗磨时产生缝隙,可以再粗磨前加一去应力回火工序,消除冷拔残余应力,解决端头缝隙的问题。


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