Kā izgatavo atsperi: kompresijas atsperu ražošanas process
Publicēts: 2023 02 20
Kas ir kompresijas atsperes?
Kompresijas atsperēm ir unikāla konstrukcija. To saspiestā spirālveida forma ļauj pretoties spiedes spēkiem, un tās var izgatavot cilindriskā, koniskā, sašaurinātā, izliektā vai ieliektā formā ar nemainīgu vijumu soli, kur attālums starp vijumiem visā atsperes garumā ir vienāds, vai ar mainīgu vijumu soli, kur attālums starp vijumiem atšķiras un līdz ar to mainās arī vijumu augstums visā spirālatsperes garumā. Atsperes gali var būt slīpēti vai neslīpēti.
YouTube varat noskatīties kā Lesjöfors tiek izgatavotas spirālatsperes.
Kā darbojas kompresijas atsperes?
Kompresijas atsperi izmanto jebkurā pielietojumā, kur nepieciešams uzkrāt enerģiju. Pieliekot kompresijas atsperei lielu slodzi, tā tiek saspiesta un kļūst īsāka. Attālums starp vijumiem samazinās, līdz atsperes stieples vijumi savstarpēji saskaras un atspere sasniedz maksimāli saspiesto garumu.
Saspiešanas laikā vijumi rada pretēju spēku un uzkrāj enerģiju, kas tiek atbrīvota pēc slodzes noņemšanas.
Izplatītu pielietojumu piemēri
Mūsu lielas slodzes rūpnieciskās kompresijas atsperes plaši izmanto autobūvē, lauksaimniecībā, ieguves rūpniecībā un karjeros, naftas un gāzes nozarē, dzelzceļā enerģētikā un elektroenerģijas ražošanā, būvniecībā un autosportā. Tomēr ar to pielietojumi neaprobežojas, jo mūsu spirālatsperes tiek izmantotas daudzās citās nozarēs.
Kompresijas atsperu veidi
Atsperes ar slēgtiem un atvērtiem galiem
Kompresijas atsperēm gali var būt slēgti un slīpēti, slēgti un neslīpēti, atvērti un neslīpēti vai atvērti un slīpēti. Bet ko tas nozīmē, aplūkojot kompresijas atsperes izgatavošanu?
Šīs atšķirības ietekmē atsperes novietojumu konkrētajā pielietojumā, atsperes garumu nenoslogotā stāvoklī, tās pilnībā saspiesto augstumu, vijumu soli un aktīvo vijumu skaitu.
Slēgti un slīpēti gali:
Tas nozīmē, ka attālums starp pēdējiem diviem vijumiem ir samazināts, lai gala vijumi savstarpēji saskartos, un gali tiek noslīpēti, izveidojot plakanu virsmu. Slēgti un neslīpēti gali ļauj gala vijumiem savstarpēji saskarties, taču nav nepieciešams slīpēšanas process plakanas virsmas izveidei.
Atvērtas un neslīpētas atsperes:
Šīm atsperēm galos saglabājas nemainīgs vijumu solis, nodrošinot vienādu attālumu starp vijumiem līdz pat atsperes galam. Atvērtas un slīpētas kompresijas atsperes tiek slīpētas, lai izveidotu plakanākus galus.
Kā vadošais kompresijas atsperu ražotājs mēs ražojam gan lielas, gan mazas atsperu sērijas daudzām dažādām nozarēm. Katrā no tām nepieciešamas atšķirīgas kompresijas atsperu formas un galu veidi, lai tie atbilstu konkrētajam pielietojumam un ekspluatācijas videi.
Koniskas, mucveida un smilšu pulksteņa formas atsperes
Koniskās atsperes dēvē arī par sašaurinātām atsperēm. Šīm kompresijas atsperēm ārējais diametrs pakāpeniski palielinās vai samazinās, veidojot gandrīz konusveida formu.
Ieliektām atsperēm jeb smilšu pulksteņa formas atsperēm vidusdaļā ir mazāks vijumu diametrs. Šī simetriskā forma ļauj spirālatsperei precīzi centrēties virs noteikta punkta.
Mucveida jeb izliektām atsperēm vidusdaļā ir lielāks diametrs nekā galos.
Atsperes ar mainīgu un nemainīgu vijumu soli
Atsperei ar mainīgu vijumu soli attālums starp vijumiem atšķiras, tādējādi visā spirālatsperes garumā veidojot atšķirīgus vijumu augstumus.
Atsperes ar nemainīgu vijumu soli ir visizplatītākais kompresijas atsperu veids, kurā stieple visā atsperes garumā ir satīta ar vienādu diametru.
Kompresijas atsperu projektēšana un specifikācijas
Materiālu iespējas
Atsperes ir ļoti daudzpusīgas, un pastāv daudzi metāla atsperu veidi, kas pilda dažādas funkcijas visdažādākajos ekspluatācijas apstākļos. Lai atbilstu šīm prasībām, rūpīgi jāizvēlas materiāli, kas optimizē kompresijas atsperu funkciju un veiktspēju.
Viens no Lesjöfors visbiežāk izmantotajiem materiāliem ir eļļā rūdīts hroma-silīcija tērauds, un mūsu rīcībā ir vieni no lielākajiem hroma-silīcija un hroma-vanādija stieples krājumiem pasaulē.
Lielākā daļa mūsu individuāli pielāgoto kompresijas atsperu tiek izgatavotas no augsta oglekļa satura atsperu tērauda ar augstu izturību un elastību. Plaši izmantojam arī nerūsējošos tēraudus un eļļā rūdītus tēraudus ar hroma piedevu.
Mēs strādājam arī ar plašu tēraudu, vara un titāna sakausējumu klāstu, kā arī supersakausējumiem, tostarp Inconel, Hastelloy un Nimonic.
Slodzes un deformācijas specifikācijas
Ir svarīgi saprast nepieciešamo atsperes veiktspēju attiecībā uz spēku un pieejamo atsperes gājienu. Lielākā daļa kompresijas atsperu konstrukciju tiek noteiktas vienā no diviem veidiem: norādot spēku pie noteikta garuma vai norādot spēku pie noteiktas deformācijas.
Kompresijas atsperu izmērus parasti norāda milimetros, bet slodzi ņūtonos (N).
Daudzos autosporta pielietojumos izmanto imperiālo mērvienību sistēmu, piemēram, 250 lb/in. Tas nozīmē aptuveni 43,8 N/mm atsperes stinguma koeficientu.
Ārējā diametra un garuma apsvērumi
Šie izmēri ir divi no četriem galvenajiem elementiem, kas nosaka atsperes konstrukciju un tās veiktspēju. Pārējie divi ir stieples diametrs un kopējais vijumu skaits.
Ražošanā ir būtiski ņemt vērā ārējo diametru. Atsperes konstrukcija nosaka konkrētajam pielietojumam optimālo ārējo diametru, un atsperei, protams, ir jāietilpst paredzētajā vietā vai jāuzstāda ap attiecīgo komponentu.
Teorētiski mūsu CNC tīšanas iekārtās izgatavotas atsperes garums nav ierobežots. Tomēr jāņem vērā, ka garākām atsperēm palielinās izlieces risks. Tas rodas, kad slodzes ietekmē atsperes vijumi sāk pārvietoties sāniski, līdz tie var nonākt savstarpējā saskarē.
Kompresijas atsperu ražošanas procesi
Aukstā tīšana
Šo terminu izmanto, ja atspere tiek izgatavota no auksta materiāla, kas var būt atkvēlināts vai iepriekš rūdīts, bet nepieciešamā termiskā apstrāde un atlaidināšana tiek veikta pēc tīšanas.
Karstā tīšana
Šo terminu izmanto, ja materiāls pirms tīšanas tiek uzkarsēts, bet pēc tam atspere tiek rūdīta un atlaidināta.
Tīšana
Atsperu ražošanā ar šo terminu apzīmē atsperes izgatavošanu vai pašu ražošanas procesu.
Slīpēšana
Slīpējot atsperi, tiek apstrādāti tās gali, lai izveidotu lielāku slodzi nesošo virsmu un nodrošinātu, ka gali ir 90° leņķī pret atsperes asi.
Kompresijas atsperu testēšana un kvalitātes kontrole springs
Stiepes testēšana
Izstiepšanas pārbaudi izmanto, lai noteiktu sākotnējo spriegojumu, tas ir spēku, kas nepieciešams, lai sāktu atdalīt vijumus, vai arī lai pārbaudītu spēku pie noteikta izstiepuma vai deformācijas.
Noguruma testēšana
Šo testu izmanto, lai novērtētu detaļas paredzamo kalpošanas laiku. To parasti veic drošībai kritiski svarīgām detaļām vai jaunām konstrukcijām. Atspere tiek cikliski noslogota starp diviem noteiktiem punktiem līdz atteicei vai līdz tiek sasniegts iepriekš noteikts mērķis. Noguruma kalpošanas laiku var novērtēt, izmantojot Goodman diagrammu, un tas ir daļa no jebkura projektēšanas procesa.
Veiktspējas testēšana simulētā pielietojumā
Atspere tiek testēta vidē, kas pēc iespējas tuvāka reāliem ekspluatācijas apstākļiem, bet ļauj izvairīties no faktiskām sekām atteices vai neatbilstības gadījumā. Tas ļauj izvērtēt, vai atspere atbilst paredzētajiem konstrukcijas veiktspējas parametriem un ir piemērota konkrētajam pielietojumam.
Izmēru precizitātes pārbaudes
Izmēru pārbaudes ir neatņemama jebkura ražošanas un kvalitātes procesa plāna daļa. Tās tiek veiktas katrā ražošanas posmā, lai nodrošinātu, ka gatavā atspere atbilst rasējuma un konstrukcijas prasībām.
Izplatītākās kompresijas atsperu problēmas un atteices veidi
Pārslodze
Pārslodze rodas, ja atspere tiek pakļauta spēkam, kas pārsniedz materiāla spēju to izturēt. Parasti tas izraisa plastisku deformāciju, kā rezultātā neatgriezeniski mainās atsperes izmēri un radītie spēki.
Korozija un nogurums
Tas ir viens no galvenajiem labi projektētas atsperes atteices iemesliem. Korozijas rezultātā rodas mikroskopiskas virsmas plaisas, kas pakāpeniski izplatās un galu galā var izraisīt pilnīgu atsperes atteici.
Spriegojuma zudums
Līdzīgi kā kompresijas atsperes pārslodzes gadījumā, izstiepšanas atsperes spriegojuma zudums parasti rodas, ja atspere tiek izstiepta pāri materiāla elastības robežai. Tas izraisa plastisku deformāciju un var pilnībā iznīcināt atsperes sākotnējo spriegojumu.
Lūzums
Visi iepriekš minētie faktori var izraisīt atsperes lūzumu. Jebkurš atsperes stieples bojājums var kļūt par lūzuma sākumpunktu, un kopumā, jo lielāks ir konstrukcijas sprieguma līmenis, jo lielāks ir lūzuma risks bojājuma vietā.
Secinājumi un nākotnes perspektīvas kompresijas atsperēm
Augstas kvalitātes kompresijas atsperu nozīme
Mūsu klienti pieprasa visaugstākās kvalitātes atsperes, lai tās atbilstu konkrēto pielietojumu funkcionālajām prasībām un ekspluatācijas videi. Mūsu atsperu veiktspēja kā klienta produkta sastāvdaļai tieši ietekmē šī produkta panākumus.
Mūsu atsperes darbojas vārstos okeāna dzīlēs, tiek izmantotas ceļu apgaismojuma stabos, ir atrodamas daudzos būvniecības projektos un palīdz nodrošināt drošību transporta tīklos un energoapgādes sistēmās. Pasaules infrastruktūra paļaujas uz mūsu atsperēm.
Atsperēm jābūt pareizi projektētām, izgatavotām no piemērota materiāla un aprīkotām ar konkrētajam pielietojumam visatbilstošāko virsmas apstrādi. Ja atsperes funkcionalitātes prasības netiek rūpīgi izvērtētas, palielinās risks un samazinās kvalitāte.
Tāpēc mūsu inženieri konsultējas ar katru klientu un rūpīgi izvērtē visus atsperes darbības aspektus. Tieši tāpēc mēs lepojamies ar to, ka ražojam tikai visaugstākās kvalitātes kompresijas atsperes. Produkts neatstāj mūsu ražotni, kamēr neesam pārliecināti par tā augstāko kvalitāti.
Nepārtraukta konstrukciju un ražošanas tehnoloģiju attīstība
Atsperu projektēšana un ražošana ir mūsu DNS. Vairāk nekā 170 gadus esam bijuši nozares inovāciju un tehnoloģiju priekšgalā un turpināsim ieguldīt modernākajās atsperu tīšanas iekārtās, programmatūrā un tehnoloģijās visās mūsu ražotnēs.
Mēs nepārtraukti pilnveidojam mūsu metalurgu, inženieru, konstruktoru, iekārtu iestatītāju un citu speciālistu zināšanas. Mēs investējam ikvienā komandas loceklī, lai nodrošinātu izcilākos atsperu inženierijas speciālistus un klientiem piegādātu visaugstākās kvalitātes atsperu produktus.