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
/ k1 t/ K7 i2 \3 D  u& j% @7 I9 ^; e, a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，

举例说，弹簧断裂，原因很多， ...

续贴：
* t$ Y' p5 P1 C$ y( M- r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。
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。

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

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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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）。  
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。
- ~) _6 g* N4 V- c# j) z4 _) G5 `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。
3 ?% z$ y; y0 R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。
! ]& [) [& ]% r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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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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还有来自其他资料的一点总结：
喷丸一般能提高20-30%疲劳寿命。
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：
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？
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
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，

) [# ?1 R0 b$ J0 }! M: a1. 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？
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8 i3 E) n4 r  S8 @  G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，
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% A& T( Z2 ~. m' U2. 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。

" i! W6 W7 \9 g* s. w 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，

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？

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
% M7 I/ i6 N5 ?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 ...

谢谢大侠详细解答，这下心里有谱了，呵呵

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


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
! f+ V9 U6 j" q5 r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 ...

. D2 U- M+ V( s7 ^5 z) M" j( m1 \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，

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，
( t+ L! v& Q# _, c/ [! W  ^2 a
* B% V; S" H6 @# ~& i9 z# V7 c: \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，

/ T" e6 C/ ]$ s; }% E2 t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，
( C, _4 ?! a2 V
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，

  l% \. S; m. w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
0 J- e9 o  X: I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，
$ N- N  R6 n, D  U2 p# H; F* s
' c5 h, X6 m2 Q2 I, K" Z你问人家是不是 ...

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！