孙志刚 廖志鹏/中国第一重型机械股份公司

蜗卷螺旋弹簧负荷的测试与数据分析

孙志刚 廖志鹏/中国第一重型机械股份公司

本文对蜗卷螺旋弹簧的负荷参数进行了数据分析，校正了原工艺图纸，稳定了设计和工艺。

蜗卷螺旋弹簧；负荷；数据分析

蜗卷螺旋弹簧（如图1所示）能够承受较大的载荷，吸收较大的变形能，且结构紧凑，在某些重型机械上因工作载荷变化范围大，震动冲击较强，安装空间又受到限制的减震装置上大都选用这种弹簧。但这种弹簧的制造工艺较为复杂，成本高，且由于弹簧圈之间的间隙小，热处理比较困难，也不能进行喷丸处理，给设计和制造带来一定的困难。

图 1

九九年以来我分厂陆续接到几匹这种弹簧。此批弹簧的原图纸在力的负荷范围上有一定的出入。即实际测出的力与原设计要求相差甚多。给我们带来了一定的困难，为此，我们对这种蜗卷螺旋弹簧进行了数据分析，校正了原来图纸，稳定了设计、工艺和制造工序。

1.现把设计验算过程简要叙述如下：

1.1.原已知参数

自由高度：H0=180mm 有效圈数：n=4.5圈

小圆半径：R1=14.5mm 大圆半径：R2=38.5mm

坯料长：L=1000mm宽：b=70mm厚：a=3mm

B.原图纸负荷简图：

C.坯料尺寸：

1.2.

验算其负荷大小：

这种弹簧在受到载荷以后，特性线OA段是直线，（如图2）当载荷逐渐增大时，弹簧从大圈开始逐渐接触，有效工作圈数随之减少，而刚度则逐渐增大，一直到所有的弹簧圈完全压并为止。AB段为渐增型。这种弹簧的刚度是变值的。

由于我们接触到的知识等螺旋角的蜗卷螺旋弹簧，所以这里只讨论截面是矩形的等螺旋角弹簧设计原则。……