一, Koreliacija tarp standumo apibrėžimo ir buitinių prietaisų taikymo scenarijų
Spyruoklės standumas (k) apibrėžiamas kaip tamprumo jėga, sukuriama vienai deformacijos vienetui, ty k=F/x (kur F – apkrova, o x – deformacija). Buitinės technikos srityje yra didelių skirtumų tarp skirtingų komponentų standumo reikalavimų:
Buferiniai ir smūgių sugėrimo tipai: tokie kaip skalbimo mašinų būgno pakabos spyruoklės ir oro kondicionavimo lauko bloko pagrindo spyruoklės, reikalauja mažo standumo konstrukcijos, kad sugertų smūgio energiją ir sumažintų vibracijos perdavimo greitį. Pavyzdžiui, tam tikros markės būgninės skalbimo mašinos naudoja suspaudimo spyruoklę, kurios k=12N/mm, kartu su slopintuvu, kad sudarytų sudėtinę slopinimo sistemą, sumažinančią vibracijos pagreitį iki mažiau nei 0,3 g.
Atstatyti valdymo klasę: Šaldytuvo durelių vyrių spyruoklė ir mikrobangų krosnelės durelių buferinė spyruoklė reikalauja vidutinio standumo, kad būtų galima tiksliai valdyti padėtį. Tam tikro modelio šaldytuvo durelių vyriai naudoja k
Jėgos perdavimo kategorija: Elektrinių įrankių sankabos spyruoklės ir dulkių siurblio variklio atraminės spyruoklės reikalauja didelio standumo, kad galėtų perduoti galią. Rankinio dulkių siurblio variklio laikiklis turi disko -formos spyruoklių rinkinį, kurio k=320N/mm, kuris sukuria 160 N išankstinės apkrovos jėgą, kai deformacija yra 0,5 mm, veiksmingai slopindama variklio vibraciją.
2, pagrindinių parametrų sistema standumo projektavimui
Buitinių prietaisų spyruoklinio standumo parinkimas reikalauja sukurti daugiamatį parametrų modelį, apimantį tris pagrindinius aspektus: medžiagos savybes, geometrinę struktūrą ir darbo sąlygas:
1. Medžiagos tamprumo modulis (G/E)
Anglinio plieno spyruoklė: G=8000MPa (fortepijono viela), tinka įprastiems buitiniams prietaisams, kurių sąnaudų santykis yra apie 35–40%.
Nerūdijančio plieno spyruoklė: G=7300MPa (304 nerūdijantis plienas), naudojama drėgnoje aplinkoje, pvz., indaplovėse ir garų krosnyse, o atsparumas korozijai padidėja 300 %.
Speciali medžiaga: aukščiausios klasės -tam tikro prekės ženklo šaldytuve naudojamos nikelio titano lydinio atminties spyruoklės, kurios dinamiškai reguliuoja standumą pagal fazių perėjimo charakteristikas ir kontroliuoja durų uždarymo jėgos paklaidą ± 2 N tikslumu.
2. Geometrinės struktūros parametrai
Spiralinė spyruoklė: k=(G × d ⁴)/(8 × D ³ × Nc), kur d yra vielos skersmuo, D yra centro skersmuo, o Nc yra efektyvus apsisukimų skaičius. Pavyzdžiui, tam tikra oro kondicionavimo kompresoriaus atraminė spyruoklė padidino savo standumą 2,4 karto, padidindama vielos skersmenį nuo 2,0 mm iki 2,5 mm, o efektyvų apsisukimų skaičių sumažino nuo 8,5 iki 6, todėl erdvės užimtumas sumažėjo 30%.
Sukimo momento spyruoklė: k=(E × d ⁴)/(1167 × Dm × p × N × R). Optimizavus jėgos svirties ilgį (R pakoreguotas nuo 15 mm iki 18 mm), tam tikros mikrobangų krosnelės durelių buferio spyruoklės standumas po ta pačia medžiaga buvo sumažintas 22 %, todėl pagerėjo jungiklio pojūtis.
3. Atlyginimas už darbo sąlygas
Temperatūros kompensavimas: tam tikro lauko oro kondicionieriaus lauko bloko spyruoklė yra pagaminta iš Invar lydinio, kurio šiluminio plėtimosi koeficientas yra tik 1,2 × 10⁻⁶/laipsnis nuo -30 laipsnių iki 60 laipsnių, o standumo svyravimai kontroliuojami ± 3%.
Nuovargio kompensavimas: Skalbimo mašinos amortizatoriaus spyruoklė yra apdorojama šlifavimo būdu, kad paviršiaus gniuždymo įtempis padidėtų iki 800 MPa, o nuovargio tarnavimo laikas padidinamas nuo 50 000 kartų iki 200 000 kartų. Standumo susilpnėjimo koeficientas sumažinamas nuo 15% iki 5%.
3, pramonės projektavimo standartai ir patikros metodai
Buitinės technikos spyruoklių standumo konstrukcija turi griežtai atitikti nacionalinius standartus ir pramonės specifikacijas, o tipiniai procesai apima:
1. Standartinė sistema
GB/T 23935-2009: nurodomas cilindrinių spiralinių spyruoklių konstrukcijos skaičiavimo metodas ir standumo tolerancijos diapazonas (± 10 % suspaudimo spyruoklėms ir ± 15 % tempimo spyruoklėms).
JB/T 10417-2004: Motociklų amortizatorių spyruoklių techninėms sąlygoms buitinės technikos pramonėje buvo plačiai naudojamas jo bandymo metodas, pvz., dinaminio nuovargio bandymo dažnio nustatymas iki 5 Hz–20 Hz.
ISO 11891: tarptautinis standartas nustato kiekybinius spyruoklių standumo bandymo reikalavimus, pvz., naudojant lazerinius poslinkio jutiklius deformacijai matuoti 0,01 mm tikslumu.
2. Patikrinimo būdas
Statinis bandymas: šaldytuvo durų vyrių spyruoklė veikiama laiptine apkrova (0–200 N), naudojant universalią medžiagų bandymo mašiną, o deformacijos kreivė registruojama siekiant patikrinti, ar nuokrypis tarp k vertės ir projektinės vertės yra mažesnis arba lygus 8%.
Dinaminis modeliavimas: skalbimo mašinos amortizatoriaus spyruoklei taikomas sinusoidinis skenavimo bandymas ant šešių laisvės laipsnių vibracijos stalo, kurio dažnių diapazonas yra 5Hz–100Hz, siekiant patikrinti standumo stabilumą rezonanso zonoje.
Pagreitintas senėjimas: tam tikros markės dulkių siurblio variklio spyruoklė 168 valandas bandoma drėgnoje temperatūroje 85 laipsnių / 85 % santykinio drėgnumo aplinkoje, o standumo susilpnėjimo laipsnis turi būti mažesnis arba lygus 12%.
4, tipinio atvejo analizė
1 atvejis: Būgninės skalbimo mašinos smūgio sugėrimo sistemos optimizavimas
Tam tikros prekės ženklo skalbimo mašinoje iš pradžių buvo naudojama suspaudimo spyruoklė, kurios k=15N/mm, o vibracijos poslinkis siekė 8 mm didelio greičio dehidratacijos etape (1400 aps./min.). Sureguliavus spyruoklės standumą iki k=12N/mm ir pridėjus pagalbinius slopintuvus, vibracijos poslinkis sumažėjo iki 5 mm, o triukšmas – 4 dB (A). Projektuotojų komanda optimizavo spyruoklės skersmenį (D padidėjo nuo 45 mm iki 50 mm) atlikdama baigtinių elementų analizę (FEA), tiksliai sumažindama standumą ir nepakeisdama vielos skersmens (d=6mm).
2 atvejis: lengvas šaldytuvo durų vyrių dizainas
Tam tikro modelio šaldytuvo durelių vyrių spyruoklė iš pradžių buvo pagaminta iš anglinio plieno (tankis 7,85 g/cm³), sverianti 120 g. Naudojant titano lydinį (tankis 4,51 g/cm³), svoris sumažėjo iki 65 g, išlaikant k=85N/mm, o atsparumas korozijai padidintas 5 kartus. Projektavimo komanda sumažina nelaikančiųjų plotų medžiagas optimizuodama topologiją, kad būtų pasiekta optimali standumo ir svorio pusiausvyra.
https://www.spring-supplier.com/stamping/progressive-stamping/battery-susisiekite-stamping.html