چگونه برای جلوگیری از لرزش یا سر و صدا از چشمه های بازگشت در تجهیزات دقیق کوچک

کاربردهای فنرهای برگشتی در تجهیزات دقیق
تجهیزات دقیق کوچک به طور گسترده ای در دستگاه های پزشکی، ابزار نوری، میکرو رباتیک و لوازم الکترونیکی مصرفی پیشرفته استفاده می شود. فنرهای برگشتی به عنوان اجزای کلیدی برای ذخیره و آزادسازی انرژی، عملکردهای بازگشت، فشار یا بالشتک را انجام دهید. فنرها مستعد لرزش و سر و صدا تحت حرکت با سرعت بالا یا مکرر هستند که بر دقت دستگاه و تجربه کاربر تأثیر می گذارد. کنترل موثر نویز و لرزش فنر برای بهبود قابلیت اطمینان و راحتی دستگاه بسیار مهم است.

مکانیسم های ارتعاش و نویز فنر
ارتعاش فنر در درجه اول از نوسانات تنش و انتقال ناهموار تحریک خارجی ناشی می شود. در طول فرآیند برگشت، فنرها ممکن است ارتعاشات خمشی، پیچشی یا آزاد را تجربه کنند که منجر به آزاد شدن انرژی به شکل ارتعاشات مکانیکی می شود. تولید نویز ارتباط نزدیکی با ضربه تماس بین فنر و ساختار نگهدارنده، اصطکاک سیم پیچ و فرکانس تشدید ارتعاش فنر دارد. عیوب داخلی جزئی یا زبری سطح در مواد همچنین می تواند ارتعاشات موضعی را تقویت کند و نویز تند یا مداوم ایجاد کند.

تاثیر انتخاب مواد بر ارتعاش و نویز
انتخاب فولاد ضد زنگ مناسب یا آلیاژهای بسیار الاستیک می تواند لرزش و سر و صدای بهار را کاهش دهد. فولادهای ضد زنگ 304 و 316 دارای مدول الاستیک عالی و خواص میرایی هستند که آنها را برای تجهیزات دقیق عمومی مناسب می کند. فولاد ضد زنگ سخت شده با بارش 17-7PH تمایل کمتری برای تولید سر و صدا در شرایط ارتعاش با فرکانس بالا نشان می دهد. مدول الاستیک، سختی و ساختار داخلی مواد همگی بر فرکانس طبیعی فنر تأثیر می گذارند. بهینه سازی انتخاب مواد به جلوگیری از رزونانس با ساختار تجهیزات کمک می کند و در نتیجه نویز را کاهش می دهد.

استراتژی های بهینه سازی طراحی بهار
قطر سیم، تعداد دور، طول آزاد و جهت سیم پیچ پارامترهای کلیدی موثر بر ویژگی های ارتعاش فنر هستند. افزایش قطر سیم باعث افزایش سفتی و کاهش دامنه ارتعاش آزاد می شود. طراحی صحیح تعداد چرخش ها و طول آزاد، توزیع تنش یکنواخت را در طول حرکت فنر تضمین می کند و به کاهش ارتعاش موضعی کمک می کند. تطبیق جهت سیم پیچ با جهت نصب تجهیزات می تواند صدای اصطکاک ایجاد شده در اثر تماس بین فنر و تکیه گاه را کاهش دهد. در دستگاه های میکرو، کاهش شکاف فنر یا اتخاذ یک طراحی انباشته دو فنر می تواند به سرکوب ارتعاش و توزیع یکنواخت انرژی دست یابد.

اهمیت درمان سطحی و روانکاری
عملیات سطحی به طور مستقیم بر ویژگی های اصطکاک و ارتعاش فنر تأثیر می گذارد. پرداخت می تواند زبری سطح سیم پیچ را کاهش دهد، اصطکاک و میکرو لرزش را به حداقل برساند. شات پین نه تنها عمر خستگی را افزایش می دهد، بلکه با وارد کردن تنش فشاری باقیمانده بر روی سطح، پاسخ ارتعاش را کاهش می دهد. روانکاری می تواند به طور قابل توجهی صدای اصطکاک را در طول بازگشت بهار کاهش دهد. روان کننده های رایج عبارتند از روغن سیلیکون با کارایی بالا، پوشش PTFE و روان کننده های جامد کمیاب. مناسب ترین روش روانکاری باید بر اساس دمای عملیاتی تجهیزات و شرایط محیطی انتخاب شود.

ساختار پشتیبانی و طراحی نصب
روش نصب فنر تاثیر مستقیمی بر لرزش و نویز دارد. پدهای بالشتکی، پدهای لاستیکی یا واشرهای پلی اورتان باید بین فنر و پایه نگهدارنده یا حلقه نگهدارنده برای کاهش صدای ضربه استفاده شوند. در تجهیزات دقیق می توان از آستین های موقعیت یابی یا شیارهای راهنما برای کنترل مسیر فنر و جلوگیری از لرزش غیرعادی استفاده کرد. اطمینان از پیش بار مناسب فنر در حین نصب، اجتناب از سفت شدن بیش از حد یا زیر سفت شدن، همچنین می تواند دامنه ارتعاش و خطر رزونانس را کاهش دهد. هنگام مونتاژ چندین فنر، تعامل بین فنرها را در نظر بگیرید تا از برهم نهی فرکانس و نویز جلوگیری شود.

فناوری سرکوب ارتعاش با فرکانس بالا
در کاربردهای برگشتی با فرکانس بالا، مواد میرایی، پوششهای میرایی ارتعاش یا میکرو میپرها را میتوان برای سرکوب لرزش فنر استفاده کرد. مواد میرایی ویسکوالاستیک می توانند انرژی ارتعاش فنر را به گرما تبدیل کنند و نویز را کاهش دهند. در تجهیزات دقیق، تجزیه و تحلیل اجزای محدود همچنین می تواند برای پیش بینی و بهینه سازی حالت های ارتعاش فنر برای جلوگیری از همزمانی فرکانس های تشدید با فرکانس کاری تجهیزات، دستیابی به کنترل ارتعاش فعال استفاده شود.

ملاحظات شرایط محیطی و عملیاتی
دمای عملیاتی، رطوبت و ارتعاشات خارجی می تواند بر ویژگی های ارتعاش فنرها تأثیر بگذارد. دماهای بالا باعث کاهش سفتی فنر، افزایش دامنه ارتعاش و متعاقباً افزایش نویز می شود. محیط های مرطوب یا خورنده می توانند اصطکاک و آسیب های ریز سطحی را افزایش دهند و باعث ایجاد صدای غیر طبیعی شوند. تجهیزات دقیق باید به طور کامل عوامل محیطی را در طول مرحله طراحی، انتخاب مواد مقاوم در برابر خوردگی و اجرای اقدامات حفاظتی مناسب برای حفظ برگشت پایدار فنر و عملکرد کم صدا در نظر بگیرند.