恒力弹簧不同于传统的螺旋缠绕弹簧。它们由预张紧的高产量金属带(通常是不锈钢)制成。恒力弹簧被归类为“拉伸弹簧”。盘绕时,金属带以近乎恒定的阻力抵抗开卷。当伸展时,金属的内应力以接近恒定的速率抵抗任何负载力。
一旦弹簧延伸到其直径的 1.25 倍的长度,就达到了满载,并产生了近乎恒定的力。根据弹簧的尺寸和它所支撑的负载,恒力弹簧的疲劳寿命周期在 2,500 次到 1,000,000 次之间。恒力弹簧的结果与受胡克定律约束的弹簧不同(伸长力与伸长长度成正比)。因此,当达到特定的最大负载时,弹簧的力常数不适用,因为接近恒定的力会施加。
如果您为某个应用选择恒力弹簧,您必须首先考虑几个因素。
材料选择很重要,金属条的厚度和宽度也是如此。最常用的金属是301 不锈钢,因为它可以制造始终如一的高质量和坚固的恒力弹簧。其他材料可用,例如高碳钢、 铬镍铁合金等,它们可能更适合需要抵抗高负载力的弹簧。要选择或制造正确的弹簧,您必须知道弹簧达到“恒力”阶段所需克服的大致初始力或负载。初始负载越高,您需要的弹簧直径越大。此外,弹簧端部细节需要设计为固定或连接到将卷曲和展开的组件。
恒力弹簧非常适合需要平稳返回、平衡和张紧或重新加载的应用。
恒力弹簧常用于汽车工程、航空航天工程、医疗和零售。恒力弹簧当然也有一些局限性,外部因素会限制恒力弹簧的生命周期。例如,碎屑或微粒会堵塞系统,减慢或阻碍卷取和展开。如果弹簧机构对元件开放或经常与腐蚀性流体接触,则可能会发生腐蚀,从而影响弹簧的运动。极端温度也可能影响弹簧操作。这在航空航天工程中可能特别受关注。
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