Các cấu hình móc và vòng khác nhau cho lò xo căng xoắn bằng thép không gỉ là gì

các Lò xo căng xoắn bằng thép không gỉ là một thành phần cơ khí tích hợp cao. Hiệu suất và tuổi thọ của nó không chỉ phụ thuộc vào hình dạng và vật liệu cuộn dây mà quan trọng hơn là vào thiết kế của Móc/Vòng. Móc là phần tiếp xúc giữa lò xo và cơ cấu kết nối, khiến nó trở thành khu vực dễ bị tập trung ứng suất nhất. Hình dạng của nó quyết định trực tiếp đến việc lắp đặt lò xo, cân bằng tải và tuổi thọ mỏi cuối cùng.

1. Các loại móc/vòng cơ bản và tiêu chuẩn sản xuất

Móc và vòng là cấu trúc đặc trưng của dòng lò xo kéo dài. Đối với lò xo căng xoắn, mặc dù có khả năng xử lý cả mô-men xoắn và lực căng, thiết kế móc của chúng sử dụng hệ thống phân loại lò xo kéo dài, thường kết hợp các cân nhắc về nhu cầu lắp lò xo xoắn.

1.1 Vòng khép kín

Vòng kín là dạng truyền thống và phổ biến nhất, trong đó phần cuối của dây tạo thành một vòng tròn khép kín hoàn chỉnh.

• Vòng lặp tiêu chuẩn / Vòng lặp máy: Đây là kiểu cơ bản. Lỗ móc (nếu có) thường vuông góc với trục trung tâm của cuộn dây.

• Vòng trung tâm: Lỗ móc thẳng hàng với đường tâm của lò xo, cho phép lực kéo tác động trực tiếp dọc theo tâm của lò xo. Điều này giúp duy trì sự liên kết lực lượng. Điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng tốc độ cao hoặc độ chính xác đòi hỏi lực bên tối thiểu.

• Vòng bên: Lỗ mở móc lệch khỏi đường trung tâm. Nó thường được sử dụng trong các trường hợp lò xo cần được gắn vào điểm lắp bên.

1.2 Vòng lặp mở rộng

Các vòng mở rộng, như tên cho thấy, là các cấu trúc kéo dài ra từ phần cuối của cuộn dây lò xo.

• Vòng kiểu Đức: Đặc trưng bởi bán kính uốn nhỏ hơn và chiều dài kéo dài vừa phải, dẫn đến kết cấu nhỏ gọn.

• Vòng lặp tiếng Anh: Đặc trưng bởi bán kính uốn lớn hơn, mang lại sự chuyển tiếp mượt mà hơn. Về mặt lý thuyết, thiết kế này phân bổ ứng suất tốt hơn nhưng đòi hỏi nhiều không gian lắp đặt hơn.

2. Các hình thức móc/vòng đặc biệt và những cân nhắc về ứng dụng

Ngoài các loại tiêu chuẩn, các nhà thiết kế thường tùy chỉnh nhiều dạng móc đặc biệt khác nhau để đáp ứng các yêu cầu về kết nối và chức năng cụ thể, tối ưu hóa việc lắp đặt lò xo và hiệu quả làm việc.

2.1 Móc chèn có ren

Hình thức này không được uốn cong trực tiếp từ dây lò xo. Thay vào đó, đầu cuộn dây được thu nhỏ hoặc làm phẳng và một phần ren được nhúng hoặc hàn vào đúng vị trí.

• Tính năng: Cho phép lò xo kết nối trực tiếp với các bộ phận của máy thông qua các ren, cho phép điều chỉnh độ căng ban đầu và định vị lắp đặt chính xác. Nó thường được sử dụng trong các thiết bị tự động đòi hỏi phải điều chỉnh thường xuyên hoặc định vị có độ chính xác cao.

2.2 Móc quay

Được sử dụng trong các ứng dụng mà lò xo cần có một góc quay hoặc dao động nhất định khi chịu lực căng.

• Thiết kế: Lỗ mở hoặc hình học của móc được thiết kế với cấu trúc cụ thể cho phép điểm kết nối chịu chuyển vị góc nhỏ quanh trục của chính nó hoặc điểm xoay trong quá trình kéo dài.

2.3 Móc xoắn đôi

Mặc dù chủ yếu được sử dụng cho lò xo xoắn, nhưng trong một số ứng dụng phức hợp căng xoắn nhất định, các đầu dây lò xo được thiết kế thành hai cánh tay đối diện nhau.

• Chức năng: Hai cánh tay có thể kết nối với các bộ phận cơ khí khác nhau, cho phép ứng dụng độc lập hoặc cân bằng lực kéo và mô-men xoắn. Điều này đặc biệt phù hợp với các cơ chế liên kết phức tạp.

3. Tác động quan trọng của thiết kế móc đến hiệu suất của lò xo

các form of the hook is much more than a matter of aesthetics or installation convenience; it is the primary factor determining the reliability and fatigue life of the stainless steel torsion tension spring.

3.1 Hệ số nồng độ ứng suất

Đây là thông số quan trọng nhất trong thiết kế. Vùng chuyển tiếp cong của móc là điểm tập trung ứng suất mạnh nhất trong toàn bộ lò xo.

• Tác động: Bán kính uốn nhỏ hơn (ví dụ: móc quá sắc) dẫn đến hệ số tập trung ứng suất cao hơn, khiến lò xo dễ bị gãy ở điểm này. Vòng kiểu Anh nhìn chung vượt trội hơn so với Vòng kiểu Đức vì bán kính lớn hơn của nó mang lại sự chuyển tiếp ứng suất mượt mà hơn.

• Ưu điểm của thép không gỉ: Vật liệu thép không gỉ (như 304 hoặc 316) có độ dẻo và độ bền kéo tuyệt vời. Tuy nhiên, dưới sự tập trung ứng suất cực cao, tuổi thọ mỏi vẫn sẽ được tăng tốc. Vì vậy, thiết kế móc phải cân nhắc kỹ tỉ lệ giữa đường kính dây (d) và bán kính uốn (R) .

3.2 Lực căng ban đầu và cuộn dây hoạt động

các hook design affects the spring's active coil count and Initial Tension.

• Cuộn dây chủ động: Móc không được tính là cuộn dây chủ động nhưng cách kết nối của chúng với thân cuộn dây ảnh hưởng gián tiếp đến hiệu suất truyền tải.

• Lực căng ban đầu: Quá trình sản xuất móc (thường là tạo hình nguội) ảnh hưởng đến ứng suất dư ở đầu cuộn dây, từ đó ảnh hưởng đến giá trị lực căng ban đầu cuối cùng. Kiểm soát chính xác góc tạo hình và chiều dài của móc là chìa khóa để quản lý khả năng chịu lực căng ban đầu.

3.3 Tải trọng bên và tuổi thọ

Việc móc có được đặt trên đường tâm của lò xo hay không sẽ trực tiếp xác định xem Tải trọng bên có xảy ra trong quá trình vận hành của lò xo hay không.

• Vòng trung tâm: Lý tưởng nhất là chỉ tạo ra lực căng dọc trục mà không có lực bên, dẫn đến độ mài mòn tối thiểu và tuổi thọ tối đa.

• Vòng lệch tâm: Tạo ra lực thành phần bên trong quá trình kéo dài, có thể làm cho lò xo cọ xát với thanh dẫn hướng hoặc thành lỗ lắp, làm tăng tốc độ mài mòn và giảm tuổi thọ mỏi.