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双向弹簧缓冲减震支杆

  [摘要]介绍一种弹簧缓冲减震支杆,主要由堵盖、套筒、圆柱螺旋压缩弹簧,连杆、滑动衬套及耳环螺栓等组成,在承受不同载荷时,支杆上的弹簧刚度值随之变化,并具有双向缓冲减震的功能。


  [关键词]弹簧;双向缓冲减震


  1.结构特点


  本文所设计的双向弹簧缓冲减震支杆主要由堵盖、套筒、圆柱螺旋压缩弹簧,连杆、滑动衬套及耳环螺栓等组成,结构如图所示(注:弹簧在安装时已处于压缩状态)。通过选择不同的弹簧及安装高度,来调整支杆的最小压缩(拉伸)力。


  2.原理


  两端耳环连接固定后,当支杆受到压力作用时,08号件连杆带动07号件滑动衬套,进而压缩06号件弹簧;当支杆受到拉力作用时,08号件连杆带动03号件滑动衬套,同样压缩06号件弹簧。由此可见,无论支杆受到的是压力还是拉力,都将产生压缩弹簧的动作,由此可见,此支杆具备有双向缓冲减震的功能。


  当支杆在自由状态时,最小压缩(拉伸)力即为弹簧的安装载荷;当支杆受到压力或拉力时,03、07滑动衬套的两端面接触后停止运动,此时S=0,压缩(拉伸)力达到最大,此时为弹簧的最大工作载荷。通过调整10号件耳环螺栓在08号件连杆中的拧入深度可以获得不同的安装高度(Lo),通过调整与弹簧接触的03、07滑动衬套之间的间距值即弹簧安装高度(H),来保证支杆的最小压缩(拉伸)力,即弹簧的安装载荷。


  3.设计分析


  3.1设计步骤


  (1)根据所需缓冲力的大小及工作情况,来选择合适的圆柱螺旋压缩弹簧。


  (2)其它部件的设计。


  (3)强度校核。


  在上述设计过程中最重要的是对圆柱螺旋压缩弹簧的设计,只有在弹簧选定后,才能确定其它部件的结构尺寸。


  3.2主要参数


  Fo-弹簧安装载荷


  F1-弹簧最大工作载荷


  H-弹簧安装高度


  S-工作行程


  Lo-弹簧支杆的安装高度


  3.3材料的选择


  (1)01、08、10号件的材料为经调质处理的45钢或合金钢如30CrMnSiA,热处理强度可达b=1180±100MPa;05号件可采用铝合金:如2A50:03、07号件采用铜合金:如QA110-3-1.5。


  (2)06号件弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧,可根据支杆实际工作情况来选择弹簧材料,如硅锰合金65Si2MnWA等。


  3.4注意事项


  支杆的这种结构形式还具有安全保护的功能,当弹簧连杆压缩或拉伸过程中,两端的滑动衬套端面相接触,此时从而限制耳环继续动作,在设计时应考虑,当压缩行程达到最大,此时作用在弹簧上的工作载荷不应超过选用弹簧的最大许用载荷。此外还应注意05号件套筒的内径应大于全压缩时的弹簧外径。


  4.结束语


  此支杆结构紧凑,制造工艺简单,具有实用价值,作为独立结构,可安装在一些辅助设备上,实现双向缓冲减震的功能。


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