弹簧钢丝是什么?有什么特点?
弹簧钢丝是用于做弹簧(SPRING)或钢丝型件(WIRE FORM)的一种钢丝。按照弹簧用途的不同,做弹簧所需的弹簧钢丝都多种类型,如要求较低的做床垫弹簧的弹簧钢丝(简称床垫钢丝)、做减震器的弹簧钢丝、做悬挂簧的弹簧钢丝、做发动机气门的弹簧钢丝及做相机快门的弹簧钢丝等等,虽然没有统一的标准分类名称,这些钢丝的品质要求是不同。弹簧钢丝也可以按制造工艺分类,如生拉弹簧钢丝(拉拔前不经过铅浴淬火处理)、铅淬火弹簧钢丝、镀锌弹簧钢丝、油淬火弹簧钢丝等。弹簧钢丝的强度按品种、标准和规格的不同,抗拉强度等级可在1000-3000兆帕范围。
圆形弹簧钢丝的直径范围在0.08-20毫米。弹簧钢丝的截面形状一般为圆形,也有长方、方、卵形等形状,成品钢丝一般是一卷卷交付,也有按直条交付的情况。应用于不同环境的弹簧对钢丝有着不同的特殊要求。例如:工作在腐蚀介质中的弹簧要求有着良好的抗腐蚀性能精密仪器中的弹簧要求具有长期的稳定性和灵敏性高温环境中的弹簧要求有足够的弹性极限和抗蠕变性能。不同类型的弹簧钢丝有不同的生产方法,共同特点都是需要一定的强度、高韧性和良好的卷簧性能。常用各种弹簧钢丝的工艺制作方法如下:生拉弹簧钢丝工艺流程:(钢)盘条--表面处理-- 拉丝(床垫钢丝可用此法)铅淬火弹簧钢丝:在盘条尺寸或冷拔的中间规格进行铅浴淬火,然后再进行表面处理和拉丝。镀锌弹簧钢丝:通常在成品尺寸进行热镀或电镀,也有采用盘条酸洗热镀后冷拔到规定尺寸的。油淬火弹簧钢丝:根据需要可采用碳钢或合金钢,表面处理并冷拔至成品尺寸后进行淬火回火处理,这种工艺在汽车悬挂簧及气门簧用钢丝上用得较多,普通弹簧当然也可以用。
钢丝绳的优点:
1、钢丝绳能够传递长距离的负载。
2、承载安全系数大,使用安全可靠。
3、自重重量轻,便于携带和运输。
4、能够承受多种载荷及变载荷的作用。
5、具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性。
6、在高速工作条件下,耐磨、抗震、运转稳定性好。
7、耐腐蚀性好,能够在各种有害介质的恶劣环境中正常工作。
8、柔软性能好,适宜于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途。
钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的 钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束,钢丝绳由钢丝、绳62616964757a686964616fe4b893e5b19e31333363376530芯及润滑脂组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股,再以绳芯为中心,由一定数量股捻绕成 螺旋状的绳。在物料搬运机械中,供提升、牵引、拉紧和承载之用。
钢丝绳的组成:
1、钢丝
钢丝绳使用过程中需要承受交变载荷的作用,其使用性能钢丝绳主要由钢丝力学性能、钢丝表面状态和钢丝绳结构决定。钢丝材质包括碳素钢或合金钢,通过冷拉或冷轧而成,钢丝横断面有圆形或异形(T型S型Z型),异形横断面钢丝主要用于密封钢丝绳的生产,具有较高的抗拉强度和韧性,并对钢丝进行适宜的表面处理以满足不同使用环境条件的需求。
2、绳芯
绳芯的主要作用是对钢丝绳起到支撑作用,以达到稳定的横断面结构。绳芯包括钢芯和纤维芯,纤维芯包括天然纤维芯和合成纤维芯,天然纤维芯如剑麻、黄麻、棉线等,合成纤维芯包括聚乙烯和聚丙烯长丝等。天然纤维芯可以储存较多的润滑脂,对钢丝绳起到润滑作用,延长钢丝绳使用寿命。
3、润滑脂
钢丝绳捻制过程中喷涂润滑脂,其主要作用有两个,其一,对钢丝绳进行润滑减缓钢丝表面的磨损,其二,润滑脂可以将钢丝表面与空气中的氧气隔离,对钢丝绳发生氧化锈蚀起到抑制作用。
1.钢丝绳能够传递长距离的负载。2.承载安全系数大,使用安全可靠。3.自重重量轻,便于携带和运输。4.能够承受多种载荷及变载荷的作用。5.具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性。6.在高速工作条件下,耐磨、抗震、运转稳定性好。7.耐腐蚀性好,能够在各种有害介质的恶劣环境中正常工作。8.柔软性能好,适宜于牵引、拉拽、捆扎等多方面的用途。
三个模型的相同点
1、“轻”— 不计质量,不受重力.
2、在任何情况下,沿绳、杆和弹簧伸缩方向的张力、弹力处处相等.
三个模型的不同点
1、形变特点
轻绳 —可以任意弯曲,但不能伸长,即伸长形变不计.
轻杆 —不能任意弯曲,不能伸长和缩短,即伸缩形变不计.
轻弹簧 —可以伸长,也可以缩短,且伸缩形变不能忽略不计.
2、施力和受力特点
轻绳—只能产生和承受沿绳方向的拉力.
轻杆 — 不仅能产生和承受沿杆方向的拉力和压力,还能产生和承受不沿杆方向的拉力和压力.
轻弹簧 —可以产生和承受沿弹簧伸缩方向的拉力和压力.
3、力的变化特点
轻绳—张力的产生、变化、或消失不需要时间,具有突变性和瞬时性.
轻杆—拉力和压力的产生、变化或消失不需要时间,具有突变性和瞬时性.
轻弹簧 —弹力的产生、变化或消失需要时间,即只能渐变,不具有瞬时性,且在形变保持瞬间,弹力保持不变.(注意 :当弹簧的自由端无重物时,形变消失不需要时间)
4、连接体的运动特点
轻绳— 轻绳平动时,两端的连接体沿绳方向的速度(或速度分量)总是相等,且等于省上各点的平动速度;轻绳转动并拉直时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比.
轻杆 — 轻杆平动时,连接体具有相同的平动的速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比.
轻弹簧 — 在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速率不一定相等;在弹簧形变最大,即弹性势能最大时,两端连接体的速率相等;在弹簧转动时,连接体的转动半径随弹力变化,速度方向不一定垂直于弹力.
5、作功和能量转化特点
轻绳— 在连接体作匀速率和变速率圆周运动的过程中,绳的拉力都不作功;在绳突然拉直的瞬间,有机械能转化为绳的内能,即机械能不守恒.
轻杆 —在连接体作匀速率和变速率圆周运动的过程中,轻杆的法向力对物体不作功,而切向力既可以对物体作正功,也可以对物体作负功,但系统机械能守恒.
轻弹簧 — 弹力对物体作功,系统机械能守恒;弹力作正功,弹性势能减少,物体动能增加;弹力作负功,弹性势能增加,物体动能减少.
杆:比较复杂,力的方向可以沿着杆,也可以不沿着杆,,,对物体有拉力和支撑力;
橡皮筋:类似于绳;
弹簧:有弹性限度,弹性限度以内,对物体有支持力和拉力,力沿着弹簧。
2、拉伸弹簧是承受轴向拉力的螺旋弹簧。在不承受负荷时,拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙。
3、压缩弹簧是承受轴向压力的螺旋弹簧,它所用的材料截面多为圆形,也有用矩形和多股钢萦卷制的,弹簧一般为等节距的,压缩弹簧的形状有:圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形和少量的非圆形等,压缩弹簧的圈与圈之间会有一定的间隙,当受到外载荷的时候弹簧收缩变形,储存变形能。
4、扭力弹簧利用杠杆原理,通过对材质柔软、韧度较大的弹性材料扭曲或旋转,使之具有极大的机械能。
5、渐进型弹簧,这种弹簧采用了粗细、疏密不一致的设计,好处是在受压不大时可以通过弹性系数较低的部分吸收路面的起伏,保证乘坐舒适感,当压力增大到一定程度后较粗部分的弹簧起到支撑车身的作用,而这种弹簧的缺点是操控感受不直接,精确度较差。
6、线性弹簧,线性弹簧从上至下的粗细、疏密不变,弹性系数为固定值。这种设计的弹簧可以使车辆获得更加稳定和线性的动态反应,有利于驾驶者更好的控制车辆,多用于性能取向的改装车与竞技性车辆,坏处当然是舒适性受到影响。