Fjærer i rustfritt stål er avgjørende komponenter i presisjonsmaskineri, og "Torsjonsspennfjær" representerer et unikt design innenfor denne familien. For å verdsette dens verdi, er det viktig å sammenligne den med den konvensjonelle "Forlengelsesfjær" og "Torsjonsfjær".
1. Kjerneforskjell: Lastemodus og driftsprinsipp
1.1 Forlengelsesfjær
- Driftsmodus: Forlengelsesfjæren er en typisk aksialt belastet komponent. Den fungerer ved å motstå strekkkraft og forlenges langs dens aksiale retning.
- Stresstilstog: Hoveddelen av fjæren (spolene) blir utsatt for strekkspenning , som oppstår fra materialets skjærbelastning .
- Energilagring: Lagrer energi i form av skjærbelastning energy .
- Kjennetegn: Spoler er vanligvis tett viklet, noe som gir opphav til en kritisk parameter— Innledende spenning – som lagrer energi før ytre kraft påføres.
1.2 Torsjonsfjær
- Driftsmodus: Torsjonsfjæren er en typisk radiell/omkrets belastet komponent. Den fungerer ved å motstå a Dreiemoment og roterer rundt sin sentrale akse.
- Stresstilstog: Hoveddelen av fjæren (spolene) blir utsatt for bøyespenning , ikke skjær- eller strekkspenning.
- Energilagring: Lagrer energi i form av bøyebelastningsenergi .
- Kjennetegn: Typisk utstyrt med armer eller formede ender for dreiemomentoverføring. Ytelse er definert av Torsjonsstivhet ($k_t$) .
1.3 Torsjonsspennfjær i rustfritt stål
- Driftsmodus: Torsion Tension Spring er en sammensatt lastet komponent som har dobbel funksjonalitet. Den kan tåle samtidig eller separat aksial strekkkraft and radialt dreiemoment .
- Stresstilstog: Spolene utsettes samtidig for skjærspenning (spenning) og bøyespenning (torsjon).
- Energilagring: Kan lagre begge deler skjærbelastning energy and bøyebelastningsenergi .
- Profesjonell fordel: Denne unike designen lar den oppnå to funksjoner innenfor én enkelt komponent, noe som forenkler mekanisk design og montering betydelig.
2. Profesjonell utmerkelse i design og ytelsesparametre
2.1 Forskjeller i stivhetsberegning
| Fjærtype | Nøkkelstivhetsparameter | Stivhet Definisjon |
| Extension Spring | Ekstensjonsstivhet | Kraft nødvendig per forlengelsesenhet (N/mm) |
| Torsion Spring | Vridningsstivhet | Dreiemoment required per unit of rotational angle (N·mm/deg) |
| Torsion Tension Spring | Dobbel stivhet | Har både ekstensjons- og torsjonsstivhetsegenskaper |
For en torsjonsstrekkfjær må designeren uavhengig beregne og balansere de to stivhetsverdiene for å tilfredsstille kravene til sammensatt bevegelse, for eksempel i presisjonskoblingsmekanismer.
2.2 Stresskonsentrasjon og tretthetsliv
- Forlengelsesfjær: Spenningskonsentrasjon oppstår først og fremst ved krok/løkkeforbindelsespunktet, et vanlig sted for utmattingssvikt.
- Torsjonsfjær: Spenningskonsentrasjon vises i overgangsområdet mellom endearmen og hovedspolene.
- Torsjonsspenningsfjær: På grunn av sammensatt belastning er det stressanalyse er den mest komplekse . Den møter påkjenninger fra strekk og torsjon, og krever høyfast rustfritt stål og avanserte stressavlastningsprosesser.
3. Rustfritt stålmateriale og komplekse bruksområder
3.1 Drivere for materialvalg
- Etsende miljøer: Rustfritt stål (f.eks. AISI 304, 316) gir utmerket korrosjonsbestandighet , essensielt for medisinsk utstyr, marine og matforedlingsutstyr.
- Temperaturstabilitet: Opprettholder høy styrke og elastisitetsmodul ved høye temperaturer, noe som sikrer stabil ytelse.
- Ikke-magnetiske krav: Spesifikke rustfrie stålkvaliteter (austenittisk) viser lave eller ikke-magnetiske egenskaper, egnet for sensitive elektroniske enheter.
3.2 Sammensatt applikasjonsverdi
Den rustfrie torsjonsstrekkfjæren er uunnværlig i felt som krever høy integrering og funksjonell allsidighet:
- Presisjonsrobotarmer og gripere: Gir samtidig strekkkraft for grep og dreiemoment for vinkelbevegelse.
- Hengselmekanismer: Systemer som krever både en returstrekkkraft og et vinkelposisjoneringsmoment.
- Ventiler og dempesystemer: Leverer både strekkkraft og torsjonsdrivkraft for tilbakestilling av komponenter.
