فنرهای فولادی ضد زنگ اجزای حیاتی در ماشین آلات دقیق هستند و "چشمه کششی پیچشی" طراحی منحصر به فردی را در این خانواده نشان می دهد. برای درک ارزش آن، ضروری است که آن را با "چشمه اکستنشن" معمولی و "چشمه پیچشی" مقایسه کنید.
1. تفاوت اصلی: حالت بارگذاری و اصل عملیات
1.1 فنر اکستنشن
- حالت عملیاتی: فنر فرمت معمولی است بار محوری جزء با مقاومت عمل می کند نیروی کششی و در امتداد جهت محوری آن کشیده می شود.
- حالت استرس: بدنه اصلی فنر (کلاف ها) تحت تأثیر قرار می گیرد تنش کششی ، ناشی از مواد کرنش برشی .
- ذخیره انرژی: انرژی را به شکل ذخیره می کند کرنش برشی energy .
- خصوصیات: کویلها معمولاً محکم پیچیده میشوند و باعث ایجاد یک پارامتر مهم میشوند. تنش اولیه - که انرژی را قبل از اعمال نیروی خارجی ذخیره می کند.
1.2 فنر پیچشی
- حالت عملیاتی: فنر پیچشی معمولی است شعاعی / محیطی بارگذاری شده است جزء با مقاومت عمل می کند a گشتاور و حول محور مرکزی خود می چرخد.
- حالت استرس: بدنه اصلی فنر (کلاف ها) تحت تأثیر قرار می گیرد تنش خمشی تنش برشی یا کششی نیست.
- ذخیره انرژی: انرژی را به شکل ذخیره می کند انرژی کرنش خمشی .
- خصوصیات: به طور معمول مجهز به بازوها یا انتهای شکل برای انتقال گشتاور است. عملکرد توسط تعریف شده است سختی پیچشی ($k_t$) .
1.3 فنر کششی پیچشی فولادی ضد زنگ
- حالت عملیاتی: فنر تنش پیچشی یک جزء ترکیبی است که دارای عملکرد دوگانه است. می تواند به طور همزمان یا جداگانه مقاومت کند نیروی کششی محوری و گشتاور شعاعی .
- حالت استرس: سیم پیچ ها به طور همزمان در معرض تنش برشی (تنش) و تنش خمشی (پیچ خوردگی).
- ذخیره انرژی: قابلیت ذخیره هر دو را دارد کرنش برشی energy و انرژی کرنش خمشی .
- مزیت حرفه ای: این طراحی منحصر به فرد به آن اجازه می دهد تا به آن دست یابد دو عملکرد در یک جزء واحد، طراحی و مونتاژ مکانیکی را به طور قابل توجهی ساده می کند.
2. تمایز حرفه ای در طراحی و پارامترهای عملکرد
2.1 تفاوت در محاسبه سختی
| نوع فنری | پارامتر سختی کلید | تعریف سختی |
| فنر اکستنشن | سختی اکستنشنال | نیروی مورد نیاز در واحد گسترش (N/mm) |
| فنر پیچشی | سفتی پیچشی | گشتاور required per unit of rotational angle (N·mm/deg) |
| فنر کششی پیچشی | سختی دوگانه | دارای هر دو ویژگی سفتی کششی و پیچشی |
برای فنر کششی پیچشی، طراح باید به طور مستقل دو مقدار سختی را محاسبه و متعادل کند تا الزامات حرکت ترکیبی، مانند مکانیزم های اتصال دقیق، برآورده شود.
2.2 تمرکز استرس و زندگی خستگی
- فنر اکستنشن: تمرکز تنش عمدتاً در نقطه اتصال قلاب/حلقه رخ میدهد، یک مکان رایج برای شکست خستگی.
- فنر پیچشی: تمرکز تنش در ناحیه انتقال بین بازوی انتهایی و سیم پیچ های اصلی ظاهر می شود.
- فنر کششی پیچشی: به دلیل بارگذاری مرکب، آن تجزیه و تحلیل استرس پیچیده ترین است . با تنشهای روی هم از تنش و پیچش مواجه میشود که نیازمند فولاد ضد زنگ با استحکام بالا و فرآیندهای کاهش تنش پیشرفته است.
3. مواد فولادی ضد زنگ و کاربردهای پیچیده
3.1 درایورها برای انتخاب مواد
- محیط های خورنده: فولاد ضد زنگ (به عنوان مثال، AISI 304، 316) بسیار عالی است مقاومت در برابر خوردگی ، برای تجهیزات پزشکی، دریایی و پردازش مواد غذایی ضروری است.
- پایداری دما: استحکام و مدول الاستیسیته بالا را در دماهای بالا حفظ می کند و عملکرد پایدار را تضمین می کند.
- نیازهای غیر مغناطیسی: نمرات فولاد ضد زنگ خاص (آستنیتی) خواص کم یا غیر مغناطیسی را نشان می دهند که برای دستگاه های الکترونیکی حساس مناسب است.
3.2 ارزش کاربردی مرکب
فنر کششی پیچشی فولادی ضد زنگ در زمینه هایی که نیاز به یکپارچگی بالا و تطبیق پذیری عملکردی دارند ضروری است:
- بازوها و دستگیره های رباتیک دقیق: به طور همزمان نیروی کششی برای گرفتن و گشتاور برای حرکت زاویه ای فراهم می کند.
- مکانیسم های لولا: سیستم هایی که هم به نیروی کششی برگشتی و هم به گشتاور موقعیت یابی زاویه ای نیاز دارند.
- سوپاپ ها و سیستم های میرایی: هم نیروی آب بندی کششی و هم نیروی محرکه پیچشی را برای تنظیم مجدد اجزاء ارائه می کند.
