弹簧材料中的剩余应力如果与工作应力方向相反,则可提高弹簧的承载能力;如果与工作应力方向相同,则降低弹簧的承载能力。在弹簧的制作过程中,由于卷制和冷加工所产生的剩余应力,即内应力多为后一种情况,因此,要采用去应力退火处理来消除这种内应力,这在前面已经阐明。在弹簧制造中所采用的强压(拉、扭)处理、喷丸处理和滚压处理等机械强化工艺,使弹簧材料表面内产生有利的剩余应力,从而可提高弹簧的
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弹簧材料中的剩余应力如果与工作应力方向相反,则可提高弹簧的承载能力;如果与工作应力方向相同,则降低弹簧的承载能力。在弹簧的制作过程中,由于卷制和冷加工所产生的剩余应力,即内应力多为后一种情况,因此,要采用去应力退火处理来消除这种内应力,这在前面已经阐明。在弹簧制造中所采用的强压(拉、扭)处理、喷丸处理和滚压处理等机械强化工艺,使弹簧材料表面内产生有利的剩余应力,从而可提高弹簧的承载能力。
弹簧材料横截面上的应力分布情况。材料截面应力为零。此载荷小于材料的弹性极限,材料内受到不均匀的切应力,其更大值在材料的表面处,材料中心应力为零。把弹簧压并,这时材料表面应力如超过材料的弹性极限则产生了塑性变形,在靠近材料心部所受的力逐渐增加,达到材料弹性极限,应力分布改变了线性关系。当弹簧上的载荷F2卸掉后,材料内层的弹性变形部分开始恢复,但由于受材料外层塑性变形的影响,不能完全恢复。这样在材料的内外层留下剩余切应力,剩余应力的方向是:材料外表层处与工作切应力方向相反;靠近材料心部处与工作切应力方向相同。
加温强压处理和蠕变回火,主要使用在冷加工成形的螺旋弹簧上。它们的处理条件(温度、应力、时间)根据弹簧的设计要求来选择。一般常用的钢质弹簧,温度多在200—400℃,蠕变回火时间为30rain左右,加温强压处理的保持时间可为2—6h。对于耐热弹簧材料,温度可再高一些,时间可再长一些;强压处理后,如进行低温回火将起到与立定处理后进行低温回火同样的效果。其低温回火工艺参照立定处理后低温回火工艺。
在衡器和仪表中使用的弹簧,为了满足其精度不受温度变化的影响,一般选用弹性模量和膨胀系数变化很小的恒弹性合金。
在要求质轻、绝缘、防碰、防锈蚀等特殊用途的弹簧,可选用增强塑料。目前,较为适用的塑料弹簧,是用环氧树脂、酚醛树脂为基体,用玻璃纤维增强的热固增强塑料GFRP。也可选用防振橡胶制造各种类型的橡胶弹簧。
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