انحراف قطر 5 ميكرون يغير معدل الزنبرك بنسبة 7 بالمائة

على سلك زنبرك بقطر 0.30 مم، فإن تغيير القطر بخمسة ميكرونات يمثل أقل من اثنين بالمائة. إنه يغير معدل الزنبرك النهائي بنحو سبعة بالمائة، ويغير الإجهاد في السلك بنحو خمسة بالمائة في الاتجاه المعاكس. القطر ليس متغيرًا واحدًا من بين العديد من المتغيرات في تصميم الزنبركات الصغيرة؛ إنه المتغير الذي يهيمن على النتيجة.

لماذا يظهر القطر أربع مرات في معادلة المعدل

بالنسبة لزنبرك ضغط حلزوني، فإن المعدل يتناسب مع القوة الرابعة لقطر السلك:

k = G d^4 / (8 D^3 n)، حيث G هو معامل القص، d هو قطر السلك، D هو متوسط قطر اللفة، و n هو عدد اللفات النشطة.

يتبع إجهاد القص تحت الحمل المكعب العكسي، مع عامل Wahl الذي يصحح الانحناء:tau = 8 K F D / (pi d^3). تتبع الكتلة لكل متر المربع. لذلك، فإن زيادة بنسبة واحد بالمائة في d تنتج حوالي أربعة بالمائة معدلًا أعلى، وحوالي ثلاثة بالمائة إجهادًا أقل عند نفس الحمل، وحوالي اثنين بالمائة وزنًا أكبر. على الأسلاك الصغيرة، تكون نطاق التفاوت جزءًا كبيرًا من القيمة الاسمية، لذا فإن القوة الرابعة تضرب رقمًا يبدو صغيرًا في رقم مرئي.

الحسابات الحسابية لسلك 0.30 مم

هذه تأثيرات هندسية فقط؛ فهي تتجاهل تشتت معامل القص بين الدفعات. إذا تم ضبط صمام أو مزلاج مقابل نافذة قوة تبلغ زائد أو ناقص ثلاثة بالمائة، فإن المورد الذي يعمل بنطاق زائد أو ناقص 0.010 مم على سلك 0.30 مم لا يمكنه الحفاظ على تلك النافذة حتى مع اللف المثالي.

ما لا يخبرك به رقم التفاوت

• الشكل البيضاوي. يمكن أن يختلف الحد الأقصى والأدنى للقطر في مقطع عرضي واحد ببضع ميكرونات بينما يكون المتوسط على القيمة الاسمية. الزنبرك المصنوع من سلك بيضاوي الشكل له معدل يعتمد على اتجاه اللف.
• التغير على طول السلك. لفة تقاس بقطر 0.300 مم عند الرأس و 0.306 مم في المنتصف تمر بفحص عينة ولا تزال تنتج انحرافًا في المعدل من طرف إلى آخر من البكرة.
• تأثيرات النهاية. يتغير شد السحب وسرعة اللف في الأمتار الأولى والأخيرة، وهي المنطقة التي ينحرف فيها القطر عادةً أكثر.
• تحيز القياس. طلاء الصابون بسماكة 1-3 ميكرونات يقرأ كسلك. ميكرومتر بفرشاة ثقيلة يضغط الطلاء ويمكن أن يقرأ أقل على الأسلاك الناعمة.

قياس سلك 0.3 مم بشكل متكرر

1. استخدم ميكرومتر بدقة 0.001 مم ومقبض ثابت القوة، وليس فرجارًا.
2. قم بقياس ثلاثة اتجاهات بزاوية 90 درجة في كل نقطة وقم بحساب المتوسط؛ هذا يفصل القطر عن الشكل البيضاوي.
3. قم بأخذ عينات من الرأس والوسط والذيل لكل بكرة، ثلاث نقاط لكل منها، وسجل النتيجة بدلاً من اجتياز أو فشل.
4. امسح طبقة الصابون بقطعة قماش خالية من الوبر قبل القياس، واذكر في سجل الفحص ما إذا كانت القراءة تشمل الطلاء.
5. للتحكم في الإنتاج، استخدم مقياس ليزر مدمج يسجل ملف الطول الكامل بدلاً من أخذ العينات. يلتقط الانحراف بين العينات الذي تفوته العينات دائمًا.

من أين يأتي التباين

آخر قالب سحب يحدد الحجم النهائي ويتآكل تدريجيًا، لذا يميل القطر إلى الزيادة تدريجيًا خلال حملة القالب بدلاً من القفز. يساهم تقليل المرور في السحب النهائي، وشد السحب، وضغط لف الطبقات، ودرجة حرارة التلدين في ذلك. التلدين مهم مرتين: فهو يتحكم في الشد والليونة، ويتحكم في معامل القص الذي يظهر مباشرة في معادلة المعدل. بالنسبة لسلك 316، يبلغ G حوالي 69 جيجا باسكال في درجة حرارة الغرفة، وانتشار من دفعة إلى أخرى بنسبة بضعة بالمائة أمر طبيعي ما لم يتحكم المصنع فيه.

تدابير التحكم العملية غير جذابة: فترة تغيير قالب موثقة بناءً على الإنتاج المقاس بدلاً من عدد القطع، وردود فعل ليزر مدمجة على السحب النهائي، و SPC على القطر مع هدف قدرة 1.33 أو أفضل مقابل النطاق المتفق عليه.

ماذا تضع في مواصفات الشراء

• القطر الاسمي مع نطاق تفاوت صريح، على سبيل المثال 0.300 مم زائد أو ناقص 0.005 مم للزنبركات الدقيقة.
• الحد الأقصى للشكل البيضاوي في مقطع عرضي واحد، عادة 0.003 مم.
• الحد الأقصى لتباين القطر ضمن أي 100 مم من الطول، بحيث يكون الانحراف محدودًا وليس فقط المتوسط.
• طريقة القياس، بما في ذلك نوع الأداة والقوة وعدد النقاط؛ وإلا فإن المشتري والمصنع سيختلفان على نفس البكرة.
• نطاق الشد أو التلدين، وافتراض معامل القص المستخدم في تصميم الزنبرك.
• حالة السطح والطلاء، حيث أن الطلاء جزء من القطر المقاس.

مواصفات السلك

عادة ما تُفقد الزنبركات الصغيرة بسبب التفاوت المتراكم، وليس بسبب قرار سيء واحد. تحديد القطر مع طريقة قياسه، والتحقق من القدرة بدلاً من قيمة الشهادة، هو ما يبقي المعدل داخل النافذة.