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气弹簧的常用材料及应考虑的事项

作者:admin
来源:未知
发表时间:2013-09-24 21:04

  1.弹簧常用材料

  弹簧钢的的主要性能要求是高强度和高屈服极限和疲劳极限,所以弹簧钢材用较高的含碳量。但是碳素钢的淬透性较差,所以在对于截面较大的弹簧必须使用合金钢。合金弹簧钢中的主要合金元素是硅和锰,可以增强钢的淬透性和屈强比。

  弹簧材料使用最广者是弹簧钢(SUP)。碳素钢用于直径较小的弹簧,工艺多为冷拔成型,如:65#,75#,85#。直径稍大,需用热成型工艺生产的弹簧多采用60Si2Mn,如汽车板簧,铁路车辆的缓冲簧。对于高应力的重要弹簧可采用50CrV,常用于高级轿车板簧,发动机气弹簧等。其他弹簧钢材料还有:65Mn,50CrMn,30W4Cr2V等。

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

  大型弹簧多用热作加工,即弹簧材料高温轧成棒,再高温加工成形后,淬火于780—850度左右之油或水中,再施以400—500度的温度回火。

  小型弹簧,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。

  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,为优良的螺旋弹簧材料。

  不锈钢丝用于易受腐蚀处,承受高温可用高速钢及不锈钢。

  油回火线含碳量0.6—0.7%应含锰,0.6—1.0%常用于螺圈弹簧,板弹簧常用0.9—1.0%之普通钢,其较高级者则使用铬钒钢及矽锰钢。

  2.其它应考虑的事项

  弹簧指数:弹簧指数减小会导致局部应力过大。另外,弹簧指数较大或较小时,加工性也成问题。因此,热轧成型时,弹簧指数可在4—15的范围内选择。冷轧成形时,弹簧指数可在4—22的范围内选择。

  纵横比:为了确保有效圈数,压缩弹簧的纵横比(自由高度与螺旋平均直径之比)可设定为0.8以上,另外,在考虑到端部磨平圈的情况下,一般可在0.8—4范围内选择。

  有效圈数:如果有效圈数为3以下,弹簧特性则会变得不稳定,因此应将弹簧指数设定为3以上。

  节距:节距超过0.5D时,由于螺旋直径通常会随着绕曲量(负载)的增加而发生变化,需要对利用基本公式求出的绕曲量与扭转应力进行修正,因此应将节距设定为0.5D以下。(