一種彈簧總圈數的設計方法
2023-10-11 15:03:04 1
專利名稱：一種彈簧總圈數的設計方法
技術領域：
本發明涉及圓柱螺旋式彈簧生產領域，尤其設計一種圓柱螺旋彈簧總圈數的設計方法。
背景技術：
隨著經濟和技術的飛速發展，我國的鐵路列車不斷更新換代，速度也不斷提高，隨著列車質量的提高以及速度的上升，鐵路列車對彈簧的要求也越來越高，尤其是速度可以達到200-500公裡/小時的高速列車，對彈簧的剛度需求更加準確，十分微小的剛度公差都可能對高速運行的列車造成影響。彈簧的剛度取決於彈簧材料的切變模量、彈簧的料徑、彈簧的中徑以及彈簧的有效圈數，其中彈簧的有效圈數是不能測量出來的，其值的大小是通過端圈的卷制工藝及總圈數的設置來保證的。目前在彈簧設計生產領域，常常只是簡單地將彈簧的總圈數計算為總圈數=有效圈+1. 5，即在有效圈的基礎上，均再加上1. 5圈的端圈，作為其影響總圈數的補充圈數。這種算法在精細度以及剛度公差要求不嚴格的情況下可以粗略地得出總圈數，但是對於剛度公差要求嚴格、尺寸較大的彈簧，具有很大弊端以上總圈數的計算所計算出的總圈數往往是小於實際需要的圈數，造成實際的有效圈數少，從而導致彈簧的剛度偏大，在較大尺寸高精度的彈簧生產領域補充圈數的影響因素較難確認，並且確定補充圈數的影響因素以及確定補充圈數本身成本較大，因此目前仍在採用總圈數=有效圈+1. 5的粗略計算方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠準確計算圓柱螺旋彈簧總圈數，減小剛度公差的設計方法。為了達到上述目的，本發明採用如下技術方案一種彈簧總圈數的設計方法，所述彈簧總圈數由以下公式確定彈簧總圈數=有效圈+端圈磨削的長度換算成的圈數+接觸線長度換算成的圈數。進一步地，所述彈簧為圓柱螺旋式彈簧。本發明的優點及有益效果本發明提供的彈簧總圈數的設計方法，將彈簧總圈數限定為有效圈+端圈磨削的長度換算成的圈數+接觸線長度換算成的圈數，確定了影響補充圈數的因素端圈磨削的長度換算成的圈數和接觸線長度換算成的圈數，能夠更加精確地確定彈簧總圈數，減小彈簧剛度公差。
圖1為本發明提供的彈簧總圈數的設計方法的彈簧結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明提供一種彈簧總圈數的設計方法，彈簧總圈數的計算公式為彈簧總圈數nt =有效圈η+端圈磨削的長度換算成的圈數+接觸線長度1換算成的圈數。接觸線長度如圖1所示，有效圈數指保持相等節距的圈數。對於質量要求較高的彈簧而言，彈簧的兩端面需要保持水平，因此，在生產工藝中需要對彈簧的端圈進行磨削，端圈磨削會產生額外的圈數，因此端圈磨削的長度換算成的圈數應當成為總圈數的一部分，另外，接觸線同樣也會產生額外的圈數，這部分也應當換算成圈數並成為總圈數的一部分。這樣設計的彈簧能夠最大程度較小圈數誤差，保證彈簧的剛度。進一步地，所述彈簧為圓柱螺旋式彈簧。現常用的將端圈圈數確定為1. 5的總圈數確定方式或將端圈圈數確定為更小的值均會使彈簧的剛度產生較大偏差，如表1所示。表1.不同端圈圈數剛度比較
^^^^^^ 參數端圈圈數^^^^^剛度公差1.5+10% 0本發明+4% -4%通過表1可以看出，在將端圈圈數固定在1. 5圈時，生產出的彈簧剛度公差能夠達到10%，鐵路車輛對剛度公差的要求十分嚴格，往往在5%左右，因此將端圈圈數固定在 1. 5圈時所造成的剛度公差完全不能滿足鐵路車輛對彈簧的要求，而本發明提供的彈簧總圈數的設計方法能夠將剛度公差限制在+4%至-4%以內，使彈簧圈數更加準確，能夠滿足鐵路車輛及其他精細度高的領域對彈簧的要求。以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用來限定本發明的實施範圍；如果不脫離本發明的精神和範圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明權利要求的保護範圍當中。
權利要求
1.一種彈簧總圈數的設計方法，其特徵在於，所述彈簧總圈數由以下公式確定 彈簧總圈數=有效圈+端圈磨削的長度換算成的圈數+接觸線長度換算成的圈數。
2.根據權利要求1所述的彈簧總圈數的設計方法，其特徵在於，所述彈簧為圓柱螺旋式彈簧。
全文摘要
本發明提供一種彈簧總圈數的設計方法，屬於圓柱螺旋式彈簧生產領域，所述彈簧總圈數由以下公式確定彈簧總圈數＝有效圈+端圈磨削的長度換算成的圈數+接觸線長度換算成的圈數，確定了影響補充圈數的因素端圈磨削的長度換算成的圈數和接觸線長度換算成的圈數，能夠更加精確地確定彈簧總圈數，減小彈簧剛度公差。
文檔編號F16F1/06GK102537163SQ20121002563
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月6日 優先權日2012年2月6日
發明者韓紅權, 高建寶 申請人:山東寧津彈簧有限公司