起个头，谈弹簧

zh39204128

以前单位用的某根弹簧，原始设计调高度用的，弹簧+锁紧
不知过了多少年以后，那弹簧根本弹不起来了，高度变成不可调。当时一个小伙发现的，告诉领导，领导叫他别管：1.不是设计的错误，2.你又不是质检

easylife

2266998 发表于 2013-11-4 12:20
大虾认真了，这个，必须要先玩材料，从半截插进来玩，事实证明是不行的，
) K/ ]. o) V- i& W6 O
2 [/ L* W% ?; \: ?, t# M( Y举例说，弹簧断裂，原因很多， ...

+ d, Z/ e- S' g3 a# Q8 x1 A8 x续贴：
9 |- b+ m1 g5 g% I- P5 `看到有人谈到生产地，进一步交待下背景,
产品是西欧一小公司设计生产的，自己也投放市场几年没有弹簧断裂质量问题。后来被我司买入产品设计产权及生产，并做了设计改进。弹簧作为关键件，一直在瑞士生产。
; x! f" w3 g& Y5 f9 [4 b  Q按理说，小公司只卖欧洲也没事，因为全寿命周期也就用个几万次。但亚洲市场应用环境不一样，对疲劳寿命次数要求高于欧洲市场数倍，因此在指标变更后重做寿命试验就遇到问题了。

断裂试样断口组织分析发现材料并没有明显质量缺陷，检查图纸发现选用的弹簧材料虽为德标弹簧钢，但此牌号一般只被推荐用于静载场合。而且图纸也没有要求做喷丸处理。查相应弹簧古德曼疲劳曲线可见此材料达不到要求疲劳寿命。

( T9 x6 \! Y; p. Y3 `0 w解决方案是选用同一德标内适用于疲劳场合的弹簧钢，并要求喷丸处理。依弹簧古德曼疲劳曲线数据是能满足疲劳寿命要求的。结果是产品通过了测试。。。
, J" `6 A. D0 ^/ j- R7 E! p
8 R1 z4 _6 D% E
以上是我的工作经历，下面谈谈总结的圆柱螺旋拉压弹簧疲劳设计：
% m) b* R& C$ N- m

  q6 X& X- ]/ e. J9 u  `
: W, ?3 \0 f; E! H6 K5 e

easylife

. o  f  h$ y  S
一种是按美国机械设计手册，不同弹簧材料会有线径 vs. 最大应力的曲线。

6 h  \8 |* @2 F& \1 k% Q
, P% M5 ^% f. q9 f另外一种是德标弹簧设计，针对压簧，和拉簧都有相应设计标准。 对不同材料，有对应 古德曼疲劳曲线，线径不同时曲线也不一样（ 基本是平行偏移）。  
设计时只要确定材料，线径，最小最大应力就能根据相应曲线预估疲劳寿命。
7 D1 J4 n9 e7 S+ F# i2 [/ n注意此方法是预估，不等于最终产品一定满足设计要求。要求高的可靠性可能要像八爷一样全程监控保证不出差错，最后还得取样测试保证极高的可靠性。
, J0 z0 J9 M/ ?# T& H% i, ?: f: T一以前干军工的英国机械工程师（同事）就说到他们对弹簧丝材料生产，坯料储存，生产及成品保管，都有严格要求。为保证可靠性还要抽高比例的样品测试。
2 a1 C8 E5 N& F1 u3 n/ {7 y/ A' f还好我做得这个产品有弹簧断裂失效的安全保护装置，不然弹簧断了还真会出人命。但是产品失效也会对客户造成极大不便，砸了公司招牌，马虎不得。

4 f% s4 H& a* \% e+ c6 o
. p5 r. d) K; A个人喜欢第二种方法，感觉第一种方法粗糙了点。详细标准和手册内容不多说了，有心人肯定能查到。


还有来自其他资料的一点总结：
喷丸一般能提高20-30%疲劳寿命。
表面处理注意氢脆风险。
8 t- ?5 q# M& i/ d+ `" z: i
7 n; f) I/ I! P4 q4 d4 q7 R
  b  ^) ?4 F( x: R下面是我的疑惑，期待大侠解答：
; d8 n# `  I9 Y2 D) O! `. Q: h1. 有些资料提到对压簧，压并处理能提高其疲劳强度，而且确实见到有的欧美厂商生产视频中产品做了压并处理。 但有些资料又不以为然，认为没效果。 大侠怎么看？
, g* s& ~4 F+ ]9 G% w- B& [2. 关于拉压弹簧预载荷问题，有的弹簧热卷之后会退火去应力，这样成品弹簧预载荷为零。 但有些弹簧卷绕后没有退火处理，如何确定这个弹簧预载荷的大小？  这个和计算弹簧应力相关，通过成品实验测试属于下下之策。
3. 其实是另外一个话题，关于片状卷簧的，典型产品是市面上的弹簧平衡器，如日本远藤公司产品。120公斤级产品保用寿命2-3万次， 大侠有类似经验么？ 有没有更好产品推荐 （http://www.endo-china.com/Product/Pro-190.html）


5 T' p4 m/ [5 g/ S

2266998

easylife 发表于 2013-11-6 00:59
! p2 B' I  t- N. r) j3 J7 C0 Q* G. Q一种是按美国机械设计手册，不同弹簧材料会有线径 vs. 最大应力的曲线。

大致回答你的问题，也佩服你学习的精神，
# Q- v8 @" m( a  `- ]2 h7 R# B# j- W
1. 有些资料提到对压簧，压并处理能提高其疲劳强度，而且确实见到有的欧美厂商生产视频中产品做了压并处理。 但有些资料又不以为然，认为没效果。 大侠怎么看？

0 o$ B+ r- L/ w" C5 a6 i7 c对新弹簧，但一定的次数压靠，可以早期筛选，有问题的，可以先期筛出，对有些变形要求严格的，用这个措施可以控制后期‘松弛’，对疲劳的影响不大，疲劳主要是两个因素，一个是次数，一个是材料自身的缺陷，没有循环次数就没有疲劳，没有缺陷，也没有疲劳，次数可以无限玩下去，

  t- r/ ]; c! `# a# b  b2. 关于拉压弹簧预载荷问题，有的弹簧热卷之后会退火去应力，这样成品弹簧预载荷为零。 但有些弹簧卷绕后没有退火处理，如何确定这个弹簧预载荷的大小？  这个和计算弹簧应力相关，通过成品实验测试属于下下之策。
) h. m1 p5 t4 x0 C# d5 x
这个就基本靠实验了，想计算，就必须有那种材料对应的修正系数，也就是说，以前玩过同一材料的，有对应系数可以修正，就可以用，对纯粹新材料，当无法修正时，计算只能作为参考了，

3. 其实是另外一个话题，关于片状卷簧的，典型产品是市面上的弹簧平衡器，如日本远藤公司产品。120公斤级产品保用寿命2-3万次， 大侠有类似经验么？

9 H6 s! _7 U% K' @. M% P这个要具体谈了，我玩过钢板簧，也玩过板--圈复合的，对应一个确定产品，特别是小鼻子的东西，要针对那个东西才能谈，弹簧寿命，是个特别复杂的问题，要针对使用才能具体谈，

easylife

2266998 发表于 2013-11-6 09:55
/ V, c. ^3 [) h. E4 q大致回答你的问题，也佩服你学习的精神，
3 j3 c! c' h5 B/ p0 ~
1. 有些资料提到对压簧，压并处理能提高其疲劳强度，而且确实 ...

谢谢大侠详细解答，这下心里有谱了，呵呵
; Y& L, E! s0 g$ X2 ?4 t
有人说在欧美做机械设计比国内省心，因为很多你不精通的东西都可以找专业厂商解决，国内只能靠自己摸索，或者高价找鬼子
9 g: g% F4 `0 q; S  D

弹簧的话题希望大侠能介绍几个实例，让我们长长见识。不希望这个主题就这样结束了，哈哈
6 F. @3 b4 X' Z0 @1 m! v

2266998

easylife 发表于 2013-11-6 12:26
& |# A8 ^6 R1 L- L* w谢谢大侠详细解答，这下心里有谱了，呵呵

/ r' b8 `0 A; H( R, m+ x7 o. t1 d% M有人说在欧美做机械设计比国内省心，因为很多你不精通的东西 ...

; y- _) }5 T8 j/ B8 D( n在国内玩工业，就不能开口说：这个我不懂，因为没有那个资格，你不懂了，人家就蒙你，

你问人家是不是？人家就说是，你毫无办法，你自己从头到尾都懂，人家就怕你，灰溜溜的，不敢扎次，给俺焊接的机架，工作10年，屁毛病都没有，焊缝都是规矩的很，
! e( ^* w& p3 N6 c( ^9 Y
弹簧，挺复杂的对象，你有进一步的技术问题，还可以再谈，我解答你，哪部分都可以，包括材料原始冶炼问题，加热问题等，任何都可以，

说到这类技术帖子沉底，是必然的，越深，沉的也越快，俺举几个例子，估计就马上沉底了，

你看那几个俺把设计与图纸都给的，包括电气设计都列出来的帖子，沉的更快，瞬间就沉底了，哈哈，

5 T8 p, [; z- d7 p4 f4 J大虾学习精神不错，以后有前途，谢谢

easylife

2266998 发表于 2013-11-6 12:33
+ l2 i- f. |1 m9 B在国内玩工业，就不能开口说：这个我不懂，因为没有那个资格，你不懂了，人家就蒙你，
2 `, Z6 r2 z/ @2 J" l
& g6 h6 v& V  |% }  k& x. ^你问人家是不是 ...

. \  y& I8 `* S) x5 n- o5 P, n谢谢八爷，材料热处理问题以后再请教，目前了解得少

bob_fang

弹簧真的用的很少，这次是学习了，谢谢各位大侠

1032220424

还没考虑过呢，拿个弹簧就用了

筱羽

想起一件糗事，刚毕业那阵子，设计一个结构需要弹簧，不会算，2个条件确定不下来，条件还有变量，就做了6个规格，一样一个，后来工艺来问了，就只好美其名曰，这个叫试用法，哪个合适用哪个！