弹簧校核部分
安全阀弹簧的应力校核
安全阀弹簧的应力校核周碧;王秋林【摘要】Through analyzing the spring stress calculation formula, and combining the design experience and practical applica-tion of safety valve spring from foreign supplier, as well as the result of fatigue test of trial-produce springs, the paper discus-ses the reasonable methods of spring stress check for safety valve.%通过对弹簧应力计算公式的分析，结合国外安全阀弹簧供应商的设计经验和国外弹簧产品的实际应用情况，以及试制弹簧的疲劳试验情况，探讨了安全阀弹簧应力校核的合理方法。
【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】3页(P142-144)【关键词】安全阀弹簧;应力校核;曲度系数;弹簧计算【作者】周碧;王秋林【作者单位】滨特尔流体控制上海有限公司，上海201712;上海阀门厂有限公司，上海 201814【正文语种】中文【中图分类】TH130 引言安全阀作为超压保护装置，在石油化工、核电、火力发电、军工科研等领域得到广泛应用。
弹簧载荷式安全阀的开启、关闭是通过弹簧实现自动控制，在各种工作状态下，弹簧始终处于压缩状态，因此加载安全阀的弹簧绝大部分选用圆柱螺旋压缩弹簧。
弹簧是安全阀产品中关键的零件，弹簧对安全阀性能稳定性和产品可靠性及阀门产品的成本有很大影响。
安全阀弹簧设计计算时，一般要根据弹簧刚度、弹簧力或弹簧变形量(弹簧的工作范围)、弹簧自由高度、弹簧最大外径等已知条件以及一些约束条件进行弹簧计算，以决定弹簧的钢丝直径、弹簧中径、有效圈数和总圈数、弹簧节距等，弹簧计算中包括了弹簧应力校核，详细的弹簧设计计算见GB/T 23935《圆柱螺旋弹簧设计计算》。
弹簧基本知识
弹簧材料的选择弹簧材料的选择，应根据弹簧承受载荷的性质、应力状态、应力大小、工作温度、环境介质、使用寿命、对导电导磁的要求、工艺性能、材料来源和价格等因素确定。
在确定材料截面形状和尺寸时，应当优先选用国家标准和部颁标准所规定的系列尺寸，尽量避免选用非标准系列规格的材料。
中、小型弹簧，特别是螺旋拉伸弹簧，应当优先用经过强化处理的钢丝，铅浴等温冷拔钢丝和油淬火回火钢丝，具有较高的强度和良好表面质量，疲劳性能高于普通淬火回火钢丝，加工简单，工艺性好，质量稳定。
碳素弹簧钢丝和琴钢丝冷拔后产生较大的剩余应力，加工弹簧后，存在较大的剩余应力，回火后尺寸变化较大，难以控制尺寸精度。
油淬火回火钢丝是在钢丝是在钢丝拉拔到规定尺寸后进行调制强化处理，基本上没有剩余应力存在，成型弹簧后经低温回火，尺寸变化很小，耐热稳定性好于冷拔强化钢丝。
大中型弹簧，对于载荷精度和应力较高的应选用冷拔材或冷拔后磨光钢材。
对于载荷精度和应力较低的弹簧，可选用热轧钢材。
钢板弹簧一般选用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB等牌号的扁钢。
螺旋弹簧的材料截面，应优先选用圆形截面。
正方形和矩形截面材料，承受能力较强，抗冲击性能好，又可使弹簧小型化，但材料来源少。
且价格较高，除特殊需要外，一般尽量不选用这种材料。
近年来，研制用圆钢丝轧扁代替梯形钢丝，取得了很好的效果。
在高温下工作的弹簧材料，要求强度有较好的热稳定性、抗松弛或蠕变能力、抗氧化能力、耐一定介质腐蚀能力。
弹簧的工作温度升高，弹簧材料的弹性模量下降，导致刚度下降，承载能力变小。
因此，在高温下工作的弹簧必须了解弹性模量的变化率（值），计算弹簧承载能力下降对使用性能的影响。
按照GB1239规定，普通螺旋弹簧工作温度超过60℃时，应对切变模量进行修正，其公式为：Gt=KtG 式中G——常温下的弹性模量；Gt——工作温度t下的切变模量；Kt——温度修正系数按表2—98选取。
弹簧强度校核公式
弹簧强度校核公式好的，以下是为您生成的文章：咱先来说说弹簧这玩意儿，它在生活里那可是到处都有。
就像我上次去修自行车，师傅换那个刹车弹簧的时候，我就在旁边瞅着。
嘿，就那么个小小的弹簧，作用可大了去啦！要说弹簧强度校核公式，这可是个重要的东西。
就好比你要盖房子，得先知道这房子能承受多大的重量，弹簧也是一样。
咱们常见的弹簧，有压缩弹簧、拉伸弹簧等等。
那怎么判断一个弹簧行不行呢？这就得靠强度校核公式啦。
弹簧强度校核公式里面，涉及到好多参数呢。
比如说弹簧的材料、直径、圈数、工作载荷啥的。
就拿那个自行车刹车弹簧来说，要是它的强度不够，那刹车可就不好使啦，说不定还会出危险。
咱先看看压缩弹簧的强度校核。
这就好比你使劲儿压一个弹簧，得算算它能不能承受住这股压力。
这里面有个切应力的概念，就像是弹簧内部的一股“抵抗力”。
拉伸弹簧也有类似的道理。
你把弹簧拉长，它也得能撑得住才行。
要是随便一拉就断了，那可就麻烦了。
给您举个例子啊，假设咱有一个压缩弹簧，材料是某种钢材，直径是 5 毫米，圈数是 10 圈，工作载荷是 100 牛顿。
通过公式一算，就能知道这个弹簧在这种工作条件下会不会出问题。
在实际应用中，可不能马虎。
有时候一个小弹簧出了差错，可能整个机器就没法正常运转了。
我记得有一次在工厂里，就是因为一个弹簧的强度没校核好，结果一台设备老是出故障，耽误了好多事儿。
而且啊，不同的工作环境对弹簧的要求也不一样。
高温、低温、潮湿，这些条件都可能影响弹簧的性能。
所以在进行强度校核的时候，都得考虑进去。
再比如说，汽车里的减震弹簧。
那要是强度不够，车子开起来就会颠簸得厉害，坐着可不舒服啦。
总之，弹簧强度校核公式虽然看起来有点复杂，但它真的很重要。
咱们得认真对待，不能瞎搞。
就像那个自行车刹车弹簧，小小的一个弹簧，关系到咱们的出行安全呢！希望您通过我的这番讲解，能对弹簧强度校核公式有个更清楚的认识。
可别小看了这小小的弹簧，里面的学问大着呢！。
螺旋弹簧设计
螺旋弹簧设计一、 弹簧设计参数（1）弹簧丝直径d ：制造弹簧的钢丝直径。
（2）弹簧外径o D ：弹簧的最大外径。
（3）弹簧内径i D ：弹簧的最小外径。
（4）弹簧中径D ：弹簧的平均直径。
计算公式：()/2o i i D D D D d =+=+（5）弹簧节距p ：除支撑圈外，弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离。
（6）有效圈数n ：弹簧能保持相同节距的圈数。
（7）支撑圈数s n ：为了使弹簧在工作时受力均匀，保证轴线垂直端面、制造时，常将弹簧两端并紧。
并紧的圈数仅起支撑作用，称为支撑圈。
一般有 1.5T 、2T 、2.5T ，常用的是2T 。
（8）总圈数t n ：有效圈数与支撑圈的和，t s n n n =+。
（9）螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋。
二、 弹簧其它参数（1）旋绕比C 〈弹簧指数〉D C d =为了使弹簧本身较为稳定，不致颤动和过软，C 值不能太大；但为避免卷绕时弹簧丝受到强烈弯曲，C 值不应过小。
常用旋绕比C 值（2）计算补偿系数K4144C K C -=- （3）长细比b弹簧自由长度与弹簧中径之比，0H b D=。
三、 弹簧正向设计流程1. 弹簧丝直径dd ≥式中：C ：旋绕比；K ：计算补偿系数，4144C K C -=-； max F ：弹簧所受最大的力，max max s F k λ=；s k ：弹簧的刚度。
现代悬架设计过程中，弹性元件的刚度通常不等于悬架系统等效刚度。
当悬架系统存在杠杆比时，弹性元件的刚度近似等于悬架系统等效刚度与杠杆比平方的乘积，即2s k k i =⨯；i ：悬架等效刚度作用力的力臂/弹性元件（弹簧）作用力的力臂； max λ：弹簧受力时的最大压缩量，等于弹簧处于平衡位置时的压缩量t sm g x k =与车轮上跳至极限时的弹簧压缩量之和； []τ：弹簧材料的许用应力。
2. 弹簧工作圈数（有效圈数）n对于压缩弹簧，弹簧的工作圈数38sGd n C k =。
弹簧校核终极版
7. 离合器膜片弹簧设计7.1 膜片弹簧的结构特点膜片弹簧在结构形状上分为两部分。
在膜片弹簧的大端处为一完整的截锥体，它的形状像一个无底的碟子，和一般机械上用的碟形弹簧类似，故称作碟簧部分，实际起到弹性作用。
其工作原理为：沿轴线方向加载，碟簧受压变平，卸载后又恢复原形。
另一部分是径向开槽部分，像一圈伸出的手指，其作用是作为分离杆，又称分离指。
分离爪与碟簧部分交界处的径向槽较宽，呈长方圆形孔，一方面可以减少分离指根部的应力集中，另一方面又可用来安置销钉固定膜片弹簧。
分离指根部的过渡圆角R ＞4.5。
7.2 膜片弹簧的加载方式和变形由于膜片弹簧采用推式结构，故其正装。
离合器在分离和接合时，膜片弹簧的加载情况不一样，相应的有两种加载方式和变形情况（如图7-1）：图7-1 膜片弹簧在不同工作状态时的变形(a)自由状态 (b)压紧状态 (c)分离状态1．自由状态当离合器盖总成未与飞轮装合以前，膜片弹簧近似处于自由状态，膜片弹簧对压盘无压紧作用。
2．接合状态当离合器盖总成与飞轮装合时，离合器盖前端面向飞轮前端面靠拢。
此时，离合器盖通过支点o 对膜片弹簧施加载荷1P ，膜片弹簧逐渐变形直到离合器盖和飞轮完全贴合为止，此时为接合状态。
同时在压盘处也作用有一载荷1P ，把1P 称作压紧力。
支点o 和压盘接触处之间的高度变化称作大端变形1λ，膜片弹簧分离轴承相对于压盘高度的变化称之为小端变形2λ。
3．分离状态分离轴承以2P 力作用在膜片弹簧的小端，当力达到一定值时，膜片弹簧被压翻。
分离时在膜片弹簧的大端处及小端处将进一步产生附加变形f 1λ和f 2λ。
此时膜片弹簧大端处的变形111b f λλλ=+。
7.3 膜片弹簧的弹性变形特性如前所述，膜片弹簧起弹性作用的部分是其碟簧部分。
碟簧部分的弹性变形特性和螺旋弹簧是不一样的，它是一种非线性的弹簧，其特性和碟簧的原始内截锥高H 及弹簧片厚度h 的比值H/h 有关。
不同的H/h 值可以得到不同的弹性变形特性。
扭簧弹簧的设计和计算
扭簧弹簧计算器以弹簧设计来图弹簧加工制造为主圆柱螺旋扭转弹簧图纸画法怎么去设计计算一个合理的弹簧目前，广泛应用的弹簧应力和变形的计算公式是根据材料力学推导出来的。
若无一定的实际经验，很难设计和制造出高精度的弹簧，随着设计应力的提高，以往的很多经验不再适用。
例如，弹簧的设计应力提高后，螺旋角加大，会使弹簧的疲劳源由簧圈的内侧转移到外侧。
所有的计算也只是给我们一个大的方向从而减少研发成本。
左图是扭转弹簧刚度系数和力度的计算方法。
螺旋线圈构成的圆柱形弹簧，工作线圈间为恒定间距，能够承受垂直于环绕轴沿着卷绕方向和反方向的扭力。
线径大于16mm的弹簧通常为冷卷。
热成型弹簧用于强负载的直径大于10mm的较大尺寸弹簧。
备注：该计算设计用于线圈卷绕方向的扭转负载，不计入弹簧内部或外部导向零件的支撑效果。
也不计入出现的摩擦效果。
线圈之间的可能的摩擦也不计入在内。
扭簧的常见形式··外臂扭转弹簧···内臂扭转弹簧···中心臂扭转弹簧···平列双扭弹簧·弹簧力度设计扭簧按两种基本设计制造：紧和松（线圈间隙）。
如果是静态负载，紧凑的线圈为推荐选项。
但是，工作线圈之间出现摩擦，这将导致弹簧寿命减少。
另外，线圈的过于接近的间隙阻止弹簧完美喷丸。
由于弹簧端部的节构形状，弹簧与导杆的摩擦等均影响弹簧的特性，所以无特殊需要时，不规定特性要求。
如规定弹簧的特性要求时，应采用簧圈间有间隙的弹簧，用指定扭转变形角时的扭力进行考核。
扭转弹簧的类型如上图，前三类为普通形式扭转弹簧，第4种为平列式双扭转弹簧。
平列双扭转弹簧，是用一根弹簧材料在同一芯轴上，向相反方向缠绕所得的两个圈数相同的弹簧。
其中每一个弹簧的扭转度，相当于以此两个弹簧的总长作为一单个弹簧使用时的2倍。
平列双扭弹簧的刚度为其单个弹簧的4倍，变形量则为单个弹簧的1/4.因此，这种平列双扭转弹簧效率高。
浅谈制动踏板回位弹簧设计及校核
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初始位置 /FREE SITE
α1
图 7 弹簧特性曲线图
扭矩（N.m） 14
12
10
8
6
4
2
0
0
5
10
15
20
25
30
弹簧特性曲线图
角度 / °
图 8 弯曲应力疲劳极限图
σmax/σb r 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
最大工作位置 MAX WORK SITE
装配位置 /ASSY SITE
a1
图 5 弹簧部分参数
H0 t
该刚度偏大，故取弹簧圈数 n’=5 此 时 弹 簧 刚 度 T’（N.mm/ °） = （E*1000*d^4）/（3367*D*n’）=55.6 最小工作扭矩时扭转角 α1（°）= Tmin/ T’=7.7。该角度即为工作角度 . 此时弹簧自由长度 H0（mm） =n’*t+ d， 踏板运动到极限位置时，弹簧中径减少值 △ D（mm） =（α+α1）* D/（360*n’）， 踏 板 转 轴 直 径 Do 需 满 足 Do<D△ D=32.44 此时踏板转轴直径为 30，满足要求。 此时我们已得到踏板回位弹簧的关键设计 参数，参数值如下 弹 簧 钢 丝 直 径 d（mm）=3.5， 弹 簧 圈 数 n’=5，工作角度 α1（°）=7.7， 弹簧刚度 T’
图 1 拉簧 图 2 扭簧
图 3 回位弹簧布置位置
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圆柱压缩弹簧的设计计算及校核
圆柱压缩弹簧的设计计算及校核圆柱压缩弹簧是一种常见的弹簧类型，广泛应用于机械设备中。
它主要由圆柱形的弹簧线圈组成，其功能是在受到外力作用时，通过弹性变形来储存能量，并且在力消失后恢复原状。
在设计和校核圆柱压缩弹簧时，需要考虑以下几个方面：1.弹簧的设计参数：-弹簧的自由长度：即未受压时的长度；-弹簧的线圈直径：即每个线圈的外径；-弹簧的导线直径：即线圈的钢丝直径；-弹簧的线圈数目：即线圈的总数目；-弹簧的材料：如弹簧钢，需要知道其弹性模量和屈服强度等参数。
2.弹簧的计算方法：-圆柱压缩弹簧的刚度计算公式：k=(Gd^4)/(8D^3n)，其中k为弹簧的刚度，G为材料的剪切模量，d为弹簧线圈直径，D为弹簧外径，n为弹簧的线圈数目；-弹簧的最大受力：由于弹簧在使用中可能承受较大的压力，需要计算出最大可承受的受力；-弹簧的最大压缩量：在设计时需要根据使用场景确定弹簧的最大压缩量，以确保其正常工作。
3.弹簧的校核方法：-校核弹簧的刚度：通过比较计算得到的刚度值和要求的刚度范围来判断是否满足要求；-校核弹簧的受力：将最大压力与最大受力进行比较，确保弹簧在工作过程中不会超过其承受范围；-校核弹簧的安全系数：根据设计要求，计算弹簧的安全系数，通常要求安全系数大于1.5以上。
在进行圆柱压缩弹簧的设计和校核时-弹簧的工作条件：根据弹簧的工作条件确定合适的设计参数，包括材料选择、弹簧尺寸等；-弹簧的应力分析：根据受力情况，分析弹簧在工作过程中的应力情况，确保其不会超过材料的屈服强度；-弹簧的设计细节：考虑到弹簧的安装和使用方便性，需要设计合适的弹簧端部形状，以及必要的支撑结构，以确保弹簧的正常工作。
综上所述，圆柱压缩弹簧的设计和校核涉及到弹簧的设计参数、计算方法和校核方法等方面的内容。
在进行设计和校核时，需要综合考虑弹簧的工作条件和要求，以确保弹簧能够正常运行并满足使用需求。