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朱诺号太空探测器使用了60多个不同的弹簧来执行三个主要功能:打开通往太阳能电池板的门,保证门在飞行过程中保持锁紧状态,以及定位它用来测量木星结构的手臂。当然,不仅仅是在太空探测器中,项目需要具有非常具体要求的弹簧。

什么是波形弹簧?

作为传统螺旋弹簧的替代品,波浪弹簧是由预先硬化的扁线制成的,并以正弦波的形式形成精确的直径。当加载时,这意味着它们可以像弹簧一样,通过偏转和提供两个表面之间的预紧力来发挥作用。因此,波浪形弹簧可用于预紧密封件或轴承,吸收冲击,补偿尺寸变化和热公差。

波形弹簧是如何制造的?

波形弹簧是通过将扁线卷在边缘来制造的,称为 "卷边"。这种工艺提高了设计的灵活性,缩短了定制设计的交货时间。它还可以确保原型批次的生产方式与生产部件相同,因此任何原型或生产前的测试都可以被视为有价值的生产数据。

通过卷边,只有所需的扁丝材料被卷起,消除了材料浪费。圆纹冶金也提高了强度,冷轧过程使金属晶粒拉长并锁在一起,从而提供了良好的机械性能。

TFC的工程师们还采用了无工具成本的工艺,从而减少了生产时间,并允许在原型阶段快速和容易地进行任何修改。因此,这种工艺可以帮助在几周而不是几个月内提供经济的定制方案。

波形弹簧有哪些类型?

有五种主要的波形弹簧,每一种都有明显的特征,决定了弹簧在负载下的性能。其中包括'峰顶对峰顶'波浪弹簧,它具有多圈扁线设计,适用于中低档力。对于低挠度,你可以使用重叠和间隙型波浪弹簧,而'嵌套'和'Wavo'弹簧通常用于高力。最后,线性弹簧形成一条直线,是波形弹簧家族中的另一种。

我可以改变弹簧率吗?

你可以改变金属丝的厚度和波形,以达到任何特定应用所需的弹簧率。大多数波浪形弹簧使用碳素弹簧钢或17-7PH作为标准材料制造,但选择权在于你。

你还可以改变每圈的波数和圈数。例如,如果你需要一个小型应用的轻型弹簧,你可以使用细线或从设计中去除波浪。单圈最适合于低到中等力度的应用。对于高力和高精度,制造商可以考虑使用多圈的嵌套式波浪弹簧。

有哪些尺寸可供选择?

波形弹簧有大量的直径可供选择。最小的现成波浪形弹簧通常是5毫米左右,在另一端,定制的尺寸可以制造到3米左右。

如果设计师找不到适合他们应用的现成尺寸,他们可以订购符合他们确切要求的定制解决方案。

我可以使用什么材料?

有几种选择,你的选择通常是由所需的温度和耐腐蚀性决定的。常见的材料包括302和316不锈钢,它们可以承受高达200℃的温度。对于温度升高的应用,17-7Ph/C不锈钢的最高推荐温度为343℃。对于极端低温,如在低温系统中发现的那些,300系列不锈钢或镍合金通常是首选。

腐蚀也会导致弹簧失效,所以设计者在指定材料之前要考虑环境是否具有腐蚀性。316不锈钢由于含有钼,具有很高的抗腐蚀能力,通常用于海水应用。如果环境具有高度腐蚀性,像Inconel和Elgiloy这样的高性能合金是专门为这种环境设计的。

在设计波浪弹簧时,TFC考虑到尺寸限制、所需的负载/变形特性、循环寿命要求以及工作环境和温度。这些因素中的每一个都将决定你对材料的选择,从而决定弹簧的最终设计。




















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