Fråga:
Kan jag försvaga en spiralfjäder bestående av fjäderstål?
Volker Siegel
2019-12-06 18:57:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag har en stålfjäder som används av kompression. Det är för starkt, och jag skulle vilja minska styrkan med någon bråkdel, helst hålla längden.

Att minska det till ungefär hälften skulle vara trevligt. Okontrollerad uppvärmning och kylning i luft skulle göra den väldigt oelastisk, tror jag, och kortare efter den första komprimeringen.

Den kan hanteras manuellt. (Måtten är: cylindriska med diameter 3,5 mm, längd 60 mm och runda trådtrådar diameter 0,5 mm.)

Jag skulle vara intresserad av teorin, även om det är något som jag inte kan göra, som exakt kontrollerad värmebehandling. Jag har bara två av dem, det kan vara väldigt långsamt.

Youngs modul (elastisk modul) av stål är anmärkningsvärt jämn över olika legeringar och kolinnehåll. Skillnaden som värmebehandlingen gör är att höja eller sänka böjspänningen som stålet tål. Så allt du gör med värme kommer bara att göra det deformerat och förbli deformerat.
Har du tänkt på, istället för att manipulera kompressionsfjädrarna, _ lägga till några dragfjädrar som ”negativ styrka” fjädrar? Du kan möjligen köra dem inuti kompressionsfjädrarna för att spara utrymme.
Kort svar: Nej.
@HotLicks Det är en bra sammanfattning, jag skulle ge det +1 som svar!
Observera att om du har två fjädrar och det inte finns något krav på att längden ska bibehållas, kan du bara stapla dem i en enda enhet dubbelt så länge.
@leftaroundabout Det är en riktigt lysande idé! Det fungerar inte i mitt exempelfall på grund av dess geometri, men som ett generellt svar, relevant för senare läsare, tror jag att det kan vara det bästa svaret, efter att 7 redan finns! (Jag ser SE ett viktigt arkiv, så jag tycker att svar är viktiga även när de inte löser det praktiska problemet). Återigen är det bara lysande! Snälla gör det till ett svar!
åtta svar:
Gonzonator
2019-12-06 19:45:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Du kan prova ett bad med koncentrerad syra. Så länge du kunde upprätthålla cirkulationen så att koncentrationen var ganska konstant, har en fjäder ett mycket enhetligt tvärsnitt och bör lösas upp med en jämn hastighet.

Jag rekommenderar att du håller en av fjädrarna som referens så att du kan mäta resultatet efter en kort period och justera din tid på motsvarande sätt för att uppnå önskat resultat.

Lysande! Jag skulle aldrig ha tänkt på att ändra formen istället för den inre strukturen. Även om jag skulle, skulle jag omedelbart avvisa idén eftersom jag uttryckligen behåller formen. Eller så tänkte jag.
Detta kan vara farligt beroende på vald syra. Vissa syror lämnar kvarvarande stål mycket sprött, vilket skulle vara dåligt för en fjäder.
@dwizum Varför förändras stålet inuti? Sprider dessa syror i materialet? Eller gör de väte till det, och det orsakar väteförstöring?
H-jonerna / protonerna lockas till platser med dragspänning där de kan sänka de atomära krafterna mellan järnatomer i gallret., Mer av mindre. Det finns hyllor med böcker om ämnet i alla värdefulla tekniska bibliotek. Alla syror, vissa organiska gifter (S), vätgas, galvanisering etc. etc. gör det. Jag kan vara partisk eftersom vätespänningssprickning gav mig en ganska bra inkomst.
Alla mindre ojämnheter i ytan kan också ge dig ett mycket ojämnt resultat - gropning och syrafångning ... bästa möjliga är att hålla syran i konstant rörelse.
Detta skulle nästan säkert skapa stresspunkter som skulle leda till vårens för tidiga misslyckande (sprickbildning).
blacksmith37
2019-12-06 23:42:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Med "styrka" menar du styvhet / modul? Modulen ändras inte med drag- eller sträckgränser. Gör det med tråd med en diameter på 1/2 för 1/2 modul. Syra kommer att vätestress spricka härdat stål (Detta tillstånd har många andra namn som "sprödhet".). Gör den av aluminium och få 1/3 modul eller titan och få 2/3 modul (ungefär). Att göra din egen värmebehandling kan fungera; enkelt nog att prova: Värm till orange i en gasflamma (1600 F +/-) hålltid - några sekunder, omedelbart släcka i kallt saltvatten. Temperera vid 300 till 400 F, någonstans runt en timme är traditionell. Bra för kol och de flesta låglegerade stål. Höglegerat eller verktygsstål - en annan historia. Värmebehandlingsrisken är den exceptionellt lilla tjockleken som delvis kan avkolnas på några sekunder vid 1600 F. Kommersiellt skulle den värmebehandlas i en skyddande atmosfär eller vakuum, eventuellt med induktionsuppvärmning.

(Observera att en spiralfjäder i kompression är överallt lokalt i vridning, så din effektiva modul för strukturen skalas med kvadratet av tråddiametern, inte själva diametern)
Ingo
2019-12-07 01:08:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Förmodligen bara en hypotetisk idé: Om du pressar tråden från cirkulär till en fyrkantig form kommer den att ha cirka 54% av den ursprungliga hastigheten. Om du klämmer in den mer i en rektangel blir den någon gång 50%. Och 1/2 trådens diameter ger dig inte 1/2 hastigheten. Det skulle ge dig 1/16 av priset. 85% av diametern ger dig 1/2 hastigheten.

Och du behöver bara en press för att pressa tråden i form ... billigt då ...
alephzero
2019-12-07 03:46:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ett annat hypotetiskt sätt att minska mängden material på våren skulle vara att fixa det i en jigg som sträcks för att fördubbla sin normala längd. det.

Därefter tempererar du det igen och skär det på mitten, tillbaka till sin ursprungliga längd.

Men bara att köpa en ny fjäder skulle vara en mycket enklare metod.

Detta skulle göra det styvare.
Solar Mike
2019-12-06 19:38:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag anser att det kanske är det enklaste sättet att ändra hävstångseffekten ...

Om jag inte lyckas få en ny fjäder med de nödvändiga detaljerna och spara en 10% över och under din " nytt "värde.

Jag kan inte ändra hävstången eftersom den ligger i ett helt begränsat utrymme. Men det är en bra idé.
När det gäller att få en ny fjäder kontrollerade jag inte om det är en standardstorlek och finns i en mindre stark variant. Men att bygga det själv är svårt, för efter att ha värmt och böjt tråden till en spole skulle jag behöva fjäderhärda den. Jag tror att det är en av de mest komplicerade metoderna för värmebehandling, inklusive flera uppvärmnings- och kylcykler till specifika temperaturer, för att hålla det varmt under en viss tid och viktigast av allt, kontrollera hur snabbt det kyls. Jag är ganska säker på att värdena till och med beror på vilken typ av stål.
Om det här är för produktdesign, se till att få det skräddarsydda - fjädrar är en utmaning för den avslappnade metallarbetaren, men inget problem för en butik; som en följd, skräddarsydda fjädrar finns i överflöd (de gör verkligen för bilar). Om det är för engångsarbete, se om du kan hitta en maskinverkstad eller pensionerad maskinist som kommer att göra det.
@TimWescott Det är vettigt. Jag vill bara justera två fjädrar. De används i en spännanordning. Det är nästan perfekt - förutom att klämkraften är för stark och gör den oanvändbar.
@VolkerSiegel om det är en normal spiralfjäder bör du kunna köpa låga mängder från specialleverantörer. Jag köpte 4 av var och en av 3 längder / styrkor för en design från ett brittiskt företag som heter Springmasters (som din profil säger Tyskland kan du förmodligen hitta en lokal återförsäljare i lika stort antal storlekar)
Charlie
2019-12-08 03:19:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Även om jag tycker att den koncentrerade syralösningen är lysande vill jag föreslå en förfining.

I stället för att använda bara någon gammal syra, bör du specifikt använda en kemisk etsare .

Vanligtvis är en kemisk etsnings nukleofil styrkan kommer inte från väte, så det borde ha fördelen med mycket lägre - om inte helt elimineras - väteförstöring. (Åtminstone i alla fall teoretiskt.)

En bra etsmedel för detta kan vara järnklorid, [FeCl3]. Koppar (II) klorid [CuCl2] är en annan möjlighet.

Att få en jämn och exakt etsning kommer också att vara upp till idiosyncrasys exakta installation du försöker köra. Kemisk koncentration, rörelse i badet, renhet i arbetet, temperatur, ...


Ett annat relaterat alternativ är att använda elektrokemi istället för direkt kemi.

Använd specifikt det omvända av elektrovinning, elektrohämtning.

En av fördelarna med den här metoden är att du med kontrollerad ström + tid skulle kunna enkelt beräkna och kontrollera den exakta massan av materialet som tas bort genom förhållandet mellan enheten för elektrisk laddning (coulombs) och enheten för molmassa (mol.) Detta extrapolerar väl för att kontrollera den exakta förändringen av vårens mekaniska egenskap.

Med direkt kemi, koncentration + temperatur + tid = materialmassa borttagen. Även om du exakt ringer in de två sista variablerna kommer den första att bli ett ständigt föränderligt mål, eftersom arbetet kommer att späda ut / förgifta badet.

Förmodligen den största nackdelen med detta (förutom att kräva en semi-sofistikerad elektronisk strömförsörjning) är att ojämnheter i ytan kommer att bli mycket mer problem än med kemiska metoder. I synnerhet kommer varje isolator att vara praktiskt taget inert mot etsning med den elektrokemiska metoden.

Omvänt kan en isolator fortfarande attackeras av en ren kemisk metod. t.ex. All olja på ytan kan förestras till något lösligt, frigöras från ytan och därmed tillföra etsmedlet att komma till själva arbetsstycket.

Ingo
2019-12-14 23:37:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ett annat sätt att bedöma styvheten utan att göra fjädern längre:

Att göra det längre skulle uppenbarligen minska styvheten. Och att lägga till andra fjädrar i serie skulle också göra. Du kan lägga till fjädrar i serie och placera dem i varandra. De inre fjädrarna bör kortslutas och anslutas från början till slut. Du kan ha tre fjädrar totalt. Den andra ansluts till slutet av den första, går tillbaka inuti. Vid någon tidpunkt (säg hälften av de yttre fjädrarnas längd) lägger du till en annan fjäder, som åter är inne i den andra. Den ska vara tillräckligt lång för att nå ut från den första. Du kanske måste klippa den första lite.

Jag förväntar mig inte att detta kommer att vara användbart, men det beror verkligen på faktorer som din förpackning, tillgänglig med fjädrar, vad du verkligen vill uppnå ...

Wow, den här är imponerande! Jag tror att det är den första lösningen som löses genom enkel, ren teknik, i motsats till alla slags lysande hack. Den första lösningen med gallring av tråden blåste bara bort mig, för enligt min inställning hade jag det uttryckliga kravet att fjäderns geometri förblir densamma. Jag saknade att trådens tvärsnitt kan variera, även i området. Det här löser inte mitt praktiska problem, det finns bara inget utrymme för det. Men för mig är det lika viktigt att lägga till strukturen med strukturerad kunskap om SE som att få ett svar, så det här är väldigt relevant.
TheHashtagKing
2019-12-08 06:47:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ett möjligt sätt att åtgärda detta, om du har tillgång till något som en blåslampa, eller ännu bättre, en smidesmedja: du kan värma upp stålet tills det lyser orange och blir gult och sedan hitta en plats att ställa in fjädern ner medan den svalnar utan att någonting vidrör den. Om du låter det svalna tillräckligt långt kommer fjädern att glödgas, mjukare och smidigare och smidigare.

Jag kunde göra det, och det skulle glödgas. Men då är materialet inte längre fjäderliknande. Det skulle vara smidigt så att komprimering av våren skulle ge mycket lättare - det är bra. Men det fungerar bara en gång, för det förblir kort och springer inte tillbaka. Det finns en värmebehandling för att göra det till en fjäder igen, och till och med en svagare som jag vill. Men den värmebehandlingen är mycket komplicerad, med flera uppvärmningar, temperaturer och kontrollerad kyltid.
Du kan själv prova glödgningen av en fjäder för att känna skillnaden om du hittar en liten fjäder som inte längre behövs. Om det är tillräckligt litet kan ett ljus vara tillräckligt med värme. Du behöver inte göra att alla trådar lyser samtidigt.
Jag har precis provat det! Jag är den typ av person som har en låda med gamla källor i vardagsrummet. Och en blåslampa. Och naturligtvis en brandsläckare. Så våren var lätt att komprimera och det blev inte svårare på vägen. Och det gick inte tillbaka till den långa fjäderformen alls, det stannade bara kort. Skillnaden var större än jag trodde själv, det är värt att prova. Jag svalnade det långsamt genom att inte bara ta ut det ur lågan utan att ta det längre bort i flammans heta gaser först. Inte säker på att det gjorde skillnad. )


Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 4.0-licensen som det distribueras under.
Loading...