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波形彈簧的結構和設計

發布于:2020-05-05 10:19:33

  波形彈簧是用鋼板沖壓或用鋼條繞制環狀后沖壓成沿圓周方向帶有(3 ~ 6)正弦波形而形成的墊圈式彈簧。彈簧承受軸向載荷時,波峰與波谷產生軸向相對位移形成變形能,外加載荷取掉后,在變形能的作用下,恢復原來形狀。從而起到緩沖,減震等作用。

一、波形彈簧的結構和類型

  波形彈簧按結構可分為單片型和組合型,按加工方法可分為沖壓型和繞制型。

  單片型

  僅有一層或一圈的波形彈簧稱為單片波形(圖1)。

  單片波形彈簧按其制造方法,可分為沖壓型和繞制型兩種。沖壓型波形彈簧是把選好的板材在專用的模具上一次沖壓成型。繞制型波型彈簧是把選好的條料,先通過軋輪按需要的圈數(單片簧只有一圈)繞制并切下,然后再軋出波形。

  圖1 單片型波形彈簧

  沖壓彈簧的制作比較容易,可是其沖壓切口與金屬纖維組織方向垂直,切斷了金屬材料纖維,將使簧片的質量下降。

  組合型

  單片繞型彈簧的變形和承載能力有限,為了提高波形彈簧的承載能力和彈簧特性,通常采用使多個單片簧組合而構成組合型波形彈簧(圖2)。

  圖2 組合型波形彈簧

  根據組合方式不同,組合波形彈簧分可為并聯型(疊合)和串聯型(對合)。

  并聯組合(疊合)波型彈簧

  多個波形簧片組合時,波峰與波峰相對,波谷與波谷相對的平行疊合稱并聯組合。并聯組合波形彈簧按加工方式可分為沖壓式并聯組合波形彈簧與繞制式并聯組合波形彈簧。 (1)沖壓型并聯組合波形彈簧。沖壓式并聯組合波形彈簧是多少沖壓單片簧平行疊合而成。這種組合通常是用來承載能力(剛度)。

  一般倩況下,為了保證精度,疊合片數不宜超過6片。其剛度可通過增加或減少單片數量調節。 (2)繞制型并聯組合波形彈簧。圈數大于一圈的繞制式波形彈簧,稱為繞制式波形黃。繞制成平行疊合狀的就稱為繞制式并聯組合波形彈簧。繞制式并聯組合波形彈簧。繞制式組合波形彈簧由于不損壞金屬微觀纖維,其承載能力及應力分布都優于沖壓組合簧。它存在的問題是制造較困難。為了保證彈簧的精度繞制簧的圈數一般也不應超過6圈。彈簧剛度的調節,通常是提取截取一定數量的圈數(不一定是整數圈)來實現的。

  串聯組合(對合)波形簧

  多個波形簧片(或圈)是以波峰對波谷的對合方式組合起來的波形簧,叫做串聯組合波形彈簧。串聯組合(對合)波形彈簧,按其制造方法也可分為沖壓式和繞制式兩種。串聯組合波形簧主要用于增加彈簧的載荷變形量。 (1)沖壓式串聯組合波形彈簧由幾個沖壓單片簧以對合方式組合的波形彈簧就是沖壓式串聯組合波形彈簧。但是,與并聯組合不同的是必須使用專用的裝配定位裝置才能保證波谷與波峰的對準,并在工作時保持穩定可靠。有三種組合方式及定位裝置。

  定位面法 :為了保證彈簧的對準性,沖壓單片簧時沖壓出定位面,在彈簧安裝處加工出定位面,這樣裝配時就可保證對準性。

  簧片上的定位面可在內徑也可在外徑,裝配情況確定。一般情況下,這類組合的片數不宜超過4片。這種組合方式的優點是簡單可靠,其缺點是模具的加工復雜。

  加墊片法 :此法對對準性并不要求。只是在單片簧之間夾入墊片,就可達到串聯組合的目的。這種方法雖然比較簡單,卻要均加彈簧的安裝空間。一般情況下這類組合的片數也不超過片墊片數不超過3個。

  鉚接或焊接法 :當彈簧的載荷比較穩定時,可采用鉚接法或焊接法組合,以保證組合簧的對準性。使用時,鉚接只需一個鉚接點即可。焊接則需二個焊接頭,以保證可靠性。無論是鉚接或焊接組合,由于鉚釘或焊點的存在,都將減少波形彈簧的載荷變形量。 (2)繞制式串聯組合波形彈簧這種組合彈是一種較新型的組合波形彈簧。它是在繞制過程中使相鄰二圈波谷與波峰對合而構成的波形彈簧。這是一種比較理想的串聯組合波形彈簧,它不象其他類型的串聯組合波形彈簧,無需任何對準定位裝置。且工作穩定可靠。

二、波形彈簧的特點

  剛度范圍大,緩沖吸振能力較強,單位體積材料的變形能較大。

  具有變剛度特性。可通過改變波峰高度,寬度,厚度的不同組合來調正剛度。亦可通過組合片數的多少調節剛度。

  與碟形彈簧相比,具有獨度高,柔性好,耐沖擊力強等優點。

  結構尺寸緊湊,在同樣彈簧參數條件下,需要的安裝空間較小。

三、波形彈簧的幾何尺寸計算

  進行波形彈簧的幾何尺寸設計,首先應知道載荷的大小 Pt 和空間結構尺寸的限制條件。設計需求的值有:波形彈簧主要尺寸參數 h、 t、D0、D1、b、N 和波形半徑 r。

四、波形彈簧充分壓縮后最大外徑的計算

  在很多情況下,由于徑向間隙很小,需對變形后最(下轉211頁)摘 要 在工程機械里波形彈簧作為強力緩沖和減震彈簧。它具有裝配空間小,剛性范圍大等優點。但是彈簧使用壽命較短,穩定性較差。隨著加工工藝,彈簧材料的改進,波形彈簧已被用于重型載荷下。本文將對波形彈簧的結構設計及其計算公式,并通過實例驗證計算的正確性。

  ·2(下) 軍民兩用技術與產品

  保護接地 < 4Ω ;

  測試接地 < 4Ω ;

  靜電接地 < 100Ω ;

  各類接地線與接地體斷開之后,相互之間的絕緣電阻應大于Ω。

  )電路設計法。除上述措施外,在電子線路的設計中,采用平衡或對稱電路往往能避免多種干擾。另外,電路去耦、阻抗匹配、電子邏輯器件的防靜電等,都是抗干擾技術的有效措施。

  消除人員誤差的方法

  某飛行器姿控系統的測試要求極高,在測試人員上崗之前,必須進行嚴格的操作訓練、心理訓練及身體綜合素質訓練,使人員熟練掌握操作技能,熟知測試過程中的技術安全規定,精準操作,精準判讀,具備發現并解決異常情況的能力,盡可能避免人員誤差對測試結果準確性的影響。

  減少隨機誤差的基本方法

  通過分析得知,隨機誤差具有以下四個特性 : 1)在一定的測試條件下,隨機誤差的絕對值不會超過一定界限; 2)絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現的機會多 ; 3)絕對值相等的正、負誤差出現的幾率相同 ; 4)以相等精度測量某一量時,其隨機誤差的算術平均值隨著測量次數的無限增加而趨近于零。

  特性4表明了隨機誤差在多次重復測量中,有相互抵消的特性,即抵償性。抵償性是隨機誤差的一個最重要的特性,凡是具有抵償性的誤差,原則上都可以按隨機誤差處理。因此,可以通過取多次測量值的算術平均值來削弱隨機誤差對真實結果的影響。

  消除過失誤差的基本方法

  在測試過程中,過失誤差應該做到隨時發現,隨時剔除,重新測試。首先,要培養測量人員的責任感,確保在測試過程中集中注意力,避免誤操作等現象 ;其次,要不斷訓練并提高測試人員的操作水平,熟練掌握各種儀器的使用方法,掌握正確判讀數據的要領 ;最后,要培養測試人員發現過失誤差的能力,隨時發現,隨時剔除,及時更正,確保測試結果的正確性和準確性。

結論

  為評估某飛行器姿控系統的技術性能,無論是機械參數還是電子參數,都需要很高的精準度要求。要本著“嚴格、準確”的原則,采取有效手段避免或削弱系統誤差、隨機誤差和過失誤差的影響,確保每一個測試數據都盡量準確,這樣才能最好地反映出姿控系統的真實狀態,為正確評估飛行器整體性能、提高其可靠性和可用性提供最可靠的數據支撐。


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