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
% X  w/ K/ b) U4 ]( H# q7 G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，
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3 Z* `) {0 G2 D4 T3 R举例说，弹簧断裂，原因很多， ...

续贴：
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。
8 w' D9 f5 C/ Z8 W1 [) n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。
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( d5 W4 a4 N* e' l1 a4 S. b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。
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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。。。


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：
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easylife

; Q6 ]$ X5 \5 o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。

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2 b: I. O1 g: [; b6 m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）。  
' m4 X5 r" |0 q/ E" @2 B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。
2 n% W& y9 ?* {  F  U# V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。
0 K2 Z2 U) ~5 q! ^1 ~, j- c: b/ I! \( {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。
# X+ k6 V! Z! F& g* I  u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。
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" L- r% M7 Z- ]% B+ c: E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。
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# K) X  I+ s3 L/ {/ o5 L还有来自其他资料的一点总结：
0 O2 ^2 M- z8 @1 R( B3 P& H$ Y喷丸一般能提高20-30%疲劳寿命。
2 j% P& D% d" l* d4 g3 m5 P表面处理注意氢脆风险。
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下面是我的疑惑，期待大侠解答：
3 Q7 o2 N" j7 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？
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）

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2266998

easylife 发表于 2013-11-6 00:59
6 \/ P* e  A% F: M& O5 v; N( |/ _6 }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，
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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？

, r( ?2 l" r! f3 c' B" s/ W* Q6 x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，

) _1 c2 u1 v8 n" y2. 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。
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: S/ k4 ^0 W9 D  D. s 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，
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& Q; i- g* O' i' o' a3. 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？
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6 {7 [4 P2 {/ j" Q; h3 v7 g8 P6 {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
1 u; ~) u( k; V3 _1 p3 f大致回答你的问题，也佩服你学习的精神，

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 ...

7 F8 `& c' q. O2 d谢谢大侠详细解答，这下心里有谱了，呵呵
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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

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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
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2266998

easylife 发表于 2013-11-6 12:26
( J( k2 r- \( s' Z  c( |' e5 N/ R. B4 i谢谢大侠详细解答，这下心里有谱了，呵呵

3 A# y0 e6 A# B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 ...

, Q4 A) p5 L! q' {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，
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7 {* d& d3 f" p1 N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，
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! @/ V0 K( v8 c) y6 s; ~/ b  d' [: r, n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，
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( ^( b5 P- j# l9 P# i: P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，
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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，
" s0 m$ G+ l" T
1 n' l6 L1 }# n2 H9 B7 l& w7 Y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
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，
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你问人家是不是 ...

6 g) ^1 M6 h8 j9 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！