扭簧是机械制造中常用的一种弹性元件,主要用于机械传动、农机械、家用电器、汽车、仪表仪器、精密仪器、玩具、纺织机械、医疗器械等领域。其作用是通过弹性形变来储存和释放机械能或热能,满足机械传动的需求,具有灵活、经济、实用等特点。
一、扭簧的基本原理
扭簧的基本原理是利用金属弹性的特性产生弹簧力,将力或扭矩转变为弹性势能,因而具有储存能力。当扭簧被扭曲时,其形状发生改变,因而也会产生形变能,使扭簧具有吸收冲击、减震、消除共振、保持恒力、调节扭矩等作用。扭簧的基本原理是将一根钢线盘绕在一起来形成弹簧,利用钢线旋转弹性的特性,产生弹簧力,将力或扭矩转变为弹性势能,因而具有储存能力。
二、扭簧的分类
1. 按材料分类
(1)常规扭簧:常规扭簧通常由圆钢、带钢或圆线制作而成。
(2)不锈钢扭簧:不锈钢扭簧主要用于具有高防腐蚀需求的场合,如医疗器械等行业。
(3)高温扭簧:高温扭簧用于高温场合,如火车、汽车等大型设备。
(4)铜扭簧:铜扭簧通常用于电气设备或电动工具等领域。
2. 按形状分类
(1)直接扭簧:直径和长度相等,简单方便,广泛应用于各种制造和装配中。
(2)锁死扭簧:通过锁死或壳加工使扭簧变形后不能恢复,以固定零件间的相对位置。
(3)双扭簧:在锭和锥面采用相互反转结构,使得在强烈扭转无扭角的情况下不会变形。
(4)无翼扭簧:无翼扭簧的弹性力量可定期或无规律地释放,通常用于短距离传输力量和定量控制力。
(5)嵌套扭簧:嵌套扭簧是将两个或多个扭簧套进一起形成的,其弹性既具有扭簧的缠绕力,又具有弹簧的压力。
三、扭簧的制作过程
扭簧的制作过程主要有设计、选材、加工、热处理、质量检验等环节。
1. 设计:根据所需弹性需求,计算出扭簧的抗弯强度、扭矩、弹性系数等指标。
2. 选材:根据所需的不同性能要求选择材料,如普通钢、不锈钢、普通铜、磷青铜、锌铝合金等。
3. 加工:根据设计要求,将钢材或其他材料加工成所需形状。
4. 热处理:将加工好的扭簧进行热处理,把钢材或其他材料加热至一定温度,然后冷却处理,以提高其弹性强度和硬度等性能。
5. 质量检验:对制作好的扭簧进行质量检验,检验内容包括比弹性力、减径率、回弹率、断裂强度等指标。