振動篩粉機設計工藝及應用材料的發(fā)展現(xiàn)狀
文章作者:泓博緣機械發(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;而光學裝置彈簧主要向著既要高強度化又要小形化方向發(fā)展。相應的彈簧設計方法材料和加工技術等方面均有所發(fā)展。
一、彈簧設計的發(fā)展
目前,廣泛應用的彈簧應力和變形的計算公式是根據(jù)材料力學推導出來的,若無一定的實際經(jīng)驗,振動篩粉機很難設計和制造出高精度的彈簧。隨著設計應力的提高,以往的很多經(jīng)驗不再適用。例如,彈簧的設計應力提高后,螺旋角加大,會使彈簧的疲勞源由簧圈的內(nèi)側轉移到外側。為此,必須采用精密的解析技術,當前應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格的要求,為此必須采用高精度的設計方法。有限元法可以詳細預測彈簧應力對疲勞壽命和永久變形的影響,能準確反映材料對彈簧疲勞壽命和永久變形的關系。
近年來,彈簧的有限元法設計方法進入實用化階段,出現(xiàn)了不少有實用價值的報告,如螺旋角對彈簧應力的影響;用有限元法計算的應力和疲勞壽命的關系等。
用現(xiàn)行設計方法計算和有限元法解析應力的比較。對于相同結構的彈簧,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吹草動應力彈簧的應力,兩種方法得出的結果差別比較大。這是因為隨著螺旋角的增大,加之載荷偏心,使彈簧外徑或橫向變形較大,因而應力也較大。用現(xiàn)行的設計計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,在彈簧的設計過程中還引進了優(yōu)化設計。彈簧的結構較為簡單,功能單純,影響結構和性能的參變量省,所以設計者很早就運用解析法、圖解法或圖解分析法尋求優(yōu)設計方案,取得了一定成效。隨著計算技術的發(fā)展,利用計算機進行非線性規(guī)劃的優(yōu)化設計,取得了成效。
可靠性設計是為了保證所設計的產(chǎn)品的可靠性而采用的一系列分析與設計技術,它的任務是在預測和預防產(chǎn)品可能發(fā)生故障的基礎上,使所設計的產(chǎn)品達到規(guī)定的可靠性目標值。是傳統(tǒng)設計方法的一種補充和完善。彈簧設計在利用可靠性技術方面取得了一定的進展,但要進一步完善,需要數(shù)據(jù)的開發(fā)和積累。
隨著彈簧應用技術的開發(fā),也給設計者提出了很多需要注意和解決的新問題。如材料、強壓和噴丸處理對疲勞性能和松弛性能的影響,設計時難以確切計算;要靠實驗數(shù)據(jù)來定;又如按現(xiàn)行設計公式求出的圈數(shù),制成的彈簧剛度均比設計剛度值小,需要減少有效圈數(shù),方可達到設計要求。
二、彈簧材料的發(fā)展
彈簧應用技術的發(fā)展,對材料提出了更高的要求。主要是在高應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,另外嚴格控制化學成分,降低非金屬夾雜,提高表面質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)動機高速小型化,抗顫振性能好、質量輕、彈性模量小的Ti合金得到了較為廣泛的應用,其強度可達2000Mpa。
2.不銹鋼絲的發(fā)展
1)奧氏體組織不銹鋼絲強度比鐵素體組織的好,其耐蝕性也優(yōu)于馬氏體組織,因面應用范圍不斷擴大。
2)低溫拔絲或低溫氮化拔絲可提高鋼絲強度。馬氏體受熱時組織不穩(wěn)定,振動篩粉機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)高強度。此種鋼絲在美國和日本已有不少應用,但目前只能處理1mm以下的鋼絲。