Sự khác biệt giữa lò xo căng xoắn bằng thép không gỉ và lò xo kéo dài và lò xo xoắn truyền thống là gì

Lò xo thép không gỉ là những bộ phận quan trọng trong máy móc chính xác và "Lò xo căng xoắn" đại diện cho một thiết kế độc đáo trong dòng sản phẩm này. Để đánh giá cao giá trị của nó, điều cần thiết là phải so sánh nó với "Lò xo kéo dài" và "Lò xo xoắn" thông thường.

1. Sự khác biệt cốt lõi: Chế độ tải và Nguyên lý hoạt động

1.1 Lò xo kéo dài

• Chế độ vận hành: Lò xo kéo dài là điển hình tải theo trục thành phần. Nó hoạt động bằng cách chịu đựng lực kéo và kéo dài dọc theo hướng trục của nó.
• Trạng thái căng thẳng: Thân chính của lò xo (cuộn dây) chịu tác động ứng suất kéo , phát sinh từ vật liệu lực cắt .
• Lưu trữ năng lượng: Dự trữ năng lượng dưới dạng lực cắt energy .
• Đặc điểm: Các cuộn dây thường được quấn chặt, dẫn đến một thông số tới hạn— Căng thẳng ban đầu - dự trữ năng lượng trước khi tác dụng ngoại lực.

1.2 Lò xo xoắn

• Chế độ vận hành: Lò xo xoắn là một điển hình tải xuyên tâm/chu vi thành phần. Nó hoạt động bằng cách chịu đựng a mô-men xoắn và quay quanh trục trung tâm của nó.
• Trạng thái căng thẳng: Thân chính của lò xo (cuộn dây) chịu tác động ứng suất uốn , không chịu ứng suất cắt hoặc kéo.
• Lưu trữ năng lượng: Dự trữ năng lượng dưới dạng năng lượng biến dạng uốn .
• Đặc điểm: Thường được trang bị cánh tay hoặc đầu có hình dạng để truyền mô-men xoắn. Hiệu suất được xác định bởi Độ cứng xoắn ($k_t$) .

1.3 Lò xo căng xoắn bằng thép không gỉ

• Chế độ vận hành: Lò xo căng xoắn là một bộ phận chịu tải phức hợp, có chức năng kép. Nó có thể chịu được đồng thời hoặc riêng biệt lực kéo dọc trục và mô-men xoắn hướng tâm .
• Trạng thái căng thẳng: Các cuộn dây đồng thời chịu tác dụng ứng suất cắt (căng thẳng) và ứng suất uốn (xoắn).
• Lưu trữ năng lượng: Có khả năng lưu trữ cả hai lực cắt energy và năng lượng biến dạng uốn .
• Lợi thế chuyên nghiệp: Thiết kế độc đáo này cho phép nó đạt được hai chức năng trong một thành phần duy nhất, đơn giản hóa đáng kể việc thiết kế và lắp ráp cơ khí.

2. Sự khác biệt chuyên nghiệp trong các thông số thiết kế và hiệu suất

2.1 Sự khác biệt trong tính toán độ cứng

Đối với lò xo chịu lực xoắn, người thiết kế phải tính toán và cân bằng độc lập hai giá trị độ cứng để thỏa mãn yêu cầu chuyển động hỗn hợp, chẳng hạn như trong các cơ cấu liên kết chính xác.

2.2 Sự tập trung căng thẳng và cuộc sống mệt mỏi

• Mùa xuân mở rộng: Sự tập trung ứng suất chủ yếu xảy ra tại điểm nối móc/vòng, vị trí thường xảy ra hiện tượng mỏi.
• Lò xo xoắn: Sự tập trung ứng suất xuất hiện ở vùng chuyển tiếp giữa cánh tay cuối và cuộn dây chính.
• Lò xo căng xoắn: Do tải hỗn hợp, nó phân tích căng thẳng là phức tạp nhất . Nó phải đối mặt với các ứng suất chồng chất do lực căng và xoắn, đòi hỏi thép không gỉ có độ bền cao và các quy trình giảm ứng suất tiên tiến.

3. Vật liệu thép không gỉ và các ứng dụng phức tạp

3.1 Trình điều khiển lựa chọn vật liệu

• Môi trường ăn mòn: Thép không gỉ (ví dụ: AISI 304, 316) mang lại sự tuyệt vời chống ăn mòn , cần thiết cho các thiết bị y tế, hàng hải và chế biến thực phẩm.
• Ổn định nhiệt độ: Duy trì cường độ cao và mô đun đàn hồi ở nhiệt độ cao, đảm bảo hiệu suất ổn định.
• Yêu cầu không có từ tính: Các loại thép không gỉ cụ thể (austenit) có đặc tính thấp hoặc không có từ tính, thích hợp cho các thiết bị điện tử nhạy cảm.

3.2 Giá trị ứng dụng tổng hợp

Lò xo căng xoắn thép không gỉ là sản phẩm không thể thiếu trong các lĩnh vực đòi hỏi tính tích hợp cao và tính linh hoạt về chức năng:

• Cánh tay robot và Bộ kẹp chính xác: Đồng thời cung cấp lực kéo để kẹp và mô-men xoắn cho chuyển động góc.
• Cơ chế bản lề: Các hệ thống yêu cầu cả lực kéo hồi vị và mômen định vị góc.
• Van và hệ thống giảm chấn: Cung cấp cả lực bịt kín khi kéo và lực truyền động xoắn để đặt lại các bộ phận.