振動篩粉機(jī)設(shè)計(jì)工藝及應(yīng)用材料的發(fā)展現(xiàn)狀
文章作者:泓博緣機(jī)械發(fā)布時間:2018/7/26 10:30:13瀏覽次數(shù):
電子產(chǎn)品彈簧主要是向小形化方向發(fā)展;而光學(xué)裝置彈簧主要向著既要高強(qiáng)度化又要小形化方向發(fā)展。相應(yīng)的彈簧設(shè)計(jì)方法材料和加工技術(shù)等方面均有所發(fā)展。
一、彈簧設(shè)計(jì)的發(fā)展
目前,廣泛應(yīng)用的彈簧應(yīng)力和變形的計(jì)算公式是根據(jù)材料力學(xué)推導(dǎo)出來的,若無一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),振動篩粉機(jī)很難設(shè)計(jì)和制造出高精度的彈簧。隨著設(shè)計(jì)應(yīng)力的提高,以往的很多經(jīng)驗(yàn)不再適用。例如,彈簧的設(shè)計(jì)應(yīng)力提高后,螺旋角加大,會使彈簧的疲勞源由簧圈的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)移到外側(cè)。為此,必須采用精密的解析技術(shù),當(dāng)前應(yīng)用較廣的方法是有限元法(FEM)。
車輛懸架彈簧的特征是除足夠的疲勞壽命外,其永久變形要小,即抗松弛性能要在規(guī)定的范圍內(nèi),否則將發(fā)生車身重心偏移。同時,要考慮環(huán)境腐蝕對其疲勞壽命的影響。隨著車輛保養(yǎng)期的增大,對永久變形和疲勞壽命都提出了更嚴(yán)格的要求,為此必須采用高精度的設(shè)計(jì)方法。有限元法可以詳細(xì)預(yù)測彈簧應(yīng)力對疲勞壽命和永久變形的影響,能準(zhǔn)確反映材料對彈簧疲勞壽命和永久變形的關(guān)系。
近年來,彈簧的有限元法設(shè)計(jì)方法進(jìn)入實(shí)用化階段,出現(xiàn)了不少有實(shí)用價(jià)值的報(bào)告,如螺旋角對彈簧應(yīng)力的影響;用有限元法計(jì)算的應(yīng)力和疲勞壽命的關(guān)系等。
用現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法計(jì)算和有限元法解析應(yīng)力的比較。對于相同結(jié)構(gòu)的彈簧,在相同載荷作用下,從圖中可以看出,有效圈少的或螺旋角大的風(fēng)吹草動應(yīng)力彈簧的應(yīng)力,兩種方法得出的結(jié)果差別比較大。這是因?yàn)殡S著螺旋角的增大,加之載荷偏心,使彈簧外徑或橫向變形較大,因而應(yīng)力也較大。用現(xiàn)行的設(shè)計(jì)計(jì)算方法不能確切地反映,而有限元法則以較為確切地反映出來。
另外,在彈簧的設(shè)計(jì)過程中還引進(jìn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)。彈簧的結(jié)構(gòu)較為簡單,功能單純,影響結(jié)構(gòu)和性能的參變量省,所以設(shè)計(jì)者很早就運(yùn)用解析法、圖解法或圖解分析法尋求優(yōu)設(shè)計(jì)方案,取得了一定成效。隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行非線性規(guī)劃的優(yōu)化設(shè)計(jì),取得了成效。
可靠性設(shè)計(jì)是為了保證所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的可靠性而采用的一系列分析與設(shè)計(jì)技術(shù),它的任務(wù)是在預(yù)測和預(yù)防產(chǎn)品可能發(fā)生故障的基礎(chǔ)上,使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到規(guī)定的可靠性目標(biāo)值。是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的一種補(bǔ)充和完善。彈簧設(shè)計(jì)在利用可靠性技術(shù)方面取得了一定的進(jìn)展,但要進(jìn)一步完善,需要數(shù)據(jù)的開發(fā)和積累。
隨著彈簧應(yīng)用技術(shù)的開發(fā),也給設(shè)計(jì)者提出了很多需要注意和解決的新問題。如材料、強(qiáng)壓和噴丸處理對疲勞性能和松弛性能的影響,設(shè)計(jì)時難以確切計(jì)算;要靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來定;又如按現(xiàn)行設(shè)計(jì)公式求出的圈數(shù),制成的彈簧剛度均比設(shè)計(jì)剛度值小,需要減少有效圈數(shù),方可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
二、彈簧材料的發(fā)展
彈簧應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,對材料提出了更高的要求。主要是在高應(yīng)力下的提高疲勞壽命和抗松弛性能;其次是根據(jù)不同的作途,要求具有耐蝕性、非磁性、導(dǎo)電性、耐磨性、耐熱性等。為此,彈簧材料除開發(fā)了新品種外,另外嚴(yán)格控制化學(xué)成分,降低非金屬夾雜,提高表面質(zhì)量和尺寸精度等方面也取得了有益的成效。
1.合金剛的發(fā)展氣門彈簧和懸架彈簧已廣泛應(yīng)用Si-Cr鋼。為了提高疲勞壽命和抗松弛性能,在Si-Cr鋼中添加V、Mo。同時開發(fā)了Si-Cr拉拔鋼絲,其在高溫下工作時的抗松弛性能,比琴鋼絲好。隨著發(fā)動機(jī)高速小型化,抗顫振性能好、質(zhì)量輕、彈性模量小的Ti合金得到了較為廣泛的應(yīng)用,其強(qiáng)度可達(dá)2000Mpa。
2.不銹鋼絲的發(fā)展
1)奧氏體組織不銹鋼絲強(qiáng)度比鐵素體組織的好,其耐蝕性也優(yōu)于馬氏體組織,因面應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。
2)低溫拔絲或低溫氮化拔絲可提高鋼絲強(qiáng)度。馬氏體受熱時組織不穩(wěn)定,振動篩粉機(jī)而在低溫液體氮中拔絲能形成隱針狀馬氏體,可獲得熱態(tài)高強(qiáng)度。此種鋼絲在美國和日本已有不少應(yīng)用,但目前只能處理1mm以下的鋼絲。