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閥門彈簧的設計要點
來源:卡塔羅   發布時間:2020/2/24 8:41:59   瀏覽次數:

塔羅彈簧—閥門彈簧的設計要點

閥門是用來開閉管路、控制流向、調節和控制輸送介質的參數(溫度、壓力和流量)的管路附件。根據其功能,可分為關斷閥、止回閥、調節閥等。而閥門彈簧可以說是閥門最最核心的部件,其中最常見的是圓線圓柱形彈簧,當然偶爾也會根據設計需求的不同使用方線彈簧或者波形彈簧。 

閥門彈簧

這里我來著重介紹一下設計閥門彈簧需要注意的事項

彈簧的力值穩定/疲勞壽命: 

經常會有客戶找到卡塔羅彈簧,大部分的反饋這樣:我們現在用彈簧出現了力值不穩定;力值衰減了;甚至有斷裂的情況等等。那么我第一時間的回復往往是讓客戶先去看一下彈簧使用前后自由長度的變化。是的,彈簧變短了。為什么變短了?因為彈簧塑性變形了,彈簧使用時過應力了,輕微的過應力會讓彈簧塑性變形,嚴重時就有可能斷裂。

絕大多數設計工程師對應這種情況第一應對措施是換材料,可能現在的材料不行,然后去琢磨換更硬一點的材料,抗拉強度就更高,更不容易變形了。要是再不行,就會考慮是不是材料的渠道不行,要不要換進口材料?或者去進口彈簧?那閥門的成本務必提升很多,市場競爭力就下降了。

在彈簧設計過程中,材料是影響彈簧疲勞壽命的一項因素,但并不是絕對。再者材料的抗拉強度越高在不過應力的工況下疲勞會越好,但在嚴重過應力的情況下選擇高抗拉強度的材料,反而更容易斷裂,因為隨著抗拉強度提高的同時硬度也會更高;彈簧的旋繞比,螺旋角同樣對彈簧的疲勞影響很大,那就可以說是整個彈簧的設計/物理尺寸都影響著彈簧的疲勞和穩定性。卡塔羅彈簧憑借其自主研發的設計軟件《華夏興智能彈簧設計軟件》可以很高效準確的計算出彈簧在其受力高度時的力值以及應力狀況,從而預計彈簧的疲勞。

閥門彈簧

安裝空間對閥門彈簧的影響

為什么彈簧過應力了?如果有足夠的安裝空間,我幾乎可以把每款彈簧都設計的非常合理,但是這就是閥門彈簧的局限性,更大的尺寸意味著更多的成本,更差的客戶體驗。所以閥門彈簧往往就是安裝空間很緊湊,經常有同一個尺寸的閥門外殼,換根彈簧就是兩個不同的閥門型號,這對彈簧的彈力和疲勞必然是一個挑戰。

卡塔羅彈簧的設計能力就是做到充分利用空間,盡可能的讓彈簧更穩定。針對安裝空間,是哪些尺寸需要著重注意?彈簧的壓并高度:這個比較容易理解,彈簧的最低使用高度不能低于彈簧的壓并高度。彈簧的外徑:這個不光需要注意彈簧的公差,公差以外還要加上壓并膨脹的尺寸,特別是行程比較大的時候相對的壓并膨脹也會更加明顯,避免彈簧外徑過于貼近閥門內壁,在下壓時會有抱死的風險。

閥門彈簧

另外還有線徑的選擇:一方面要調出客戶需要的力值,一方面要控制壓并高度,還要盡可能的利用空間讓節距變小來提升疲勞,所以特別是在彈簧疲勞吃緊的工況下線徑的選擇非常重要。

工藝選擇:

當然因為限制了安裝的空間,所以不是每款閥門彈簧都可以給出完美的解決方案的,但是根據我們的經驗,我們會盡量給到您一個優化后可用的方案。除了設計以外,還可以增加拋丸;預壓等工序來釋放應力提升疲勞。根據設計的需要添加必要的工序,選擇性的添加工序也為客戶節省了成本。

總結

閥門彈簧的設計是制造的基礎,前期優異的設計可以有效的縮短產品研發周期,規避后續產品量產階段不必要的投入。當然生產才是根本,好的設計要配合精細的生產過程以及渠道可靠的原材料來實現。                                                   


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