یک تغییر قطر پنج میکرونی، نرخ فنر را ۷ درصد جابجا می کند

در یک فنر با سیم به قطر ۰.۳۰ میلی متر، تغییر قطر پنج میکرون کمتر از دو درصد است. این امر نرخ فنر نهایی را تقریباً هفت درصد و تنش در سیم را حدود پنج درصد در جهت مخالف جابجا می کند. قطر یکی از متغیرهای متعدد در طراحی فنرهای کوچک نیست؛ این متغیری است که بر نتیجه غالب است.

چرا قطر چهار بار در معادله نرخ ظاهر می شود

برای یک فنر فشاری مارپیچی، نرخ متناسب با توان چهارم قطر سیم است:

k = G d^4 / (8 D^3 n)، که در آن G مدول برشی، d قطر سیم، D قطر متوسط کویل و n تعداد کویل های فعال است.

تنش برشی تحت بار از مکعب معکوس پیروی می کند، با ضریب Wahl که برای انحنا تصحیح می کند:tau = 8 K F D / (pi d^3). جرم در متر مربع است. بنابراین، افزایش یک درصدی در d، حدود چهار درصد نرخ بیشتر، حدود سه درصد تنش کمتر در همان بار و حدود دو درصد وزن بیشتر تولید می کند. در سیم های کوچک، باند تلرانس بخش بزرگی از مقدار اسمی را تشکیل می دهد، بنابراین توان چهارم یک عدد کوچک به نظر می رسد را به یک عدد قابل مشاهده تبدیل می کند.

محاسبات برای سیم ۰.۳۰ میلی متر

اینها فقط اثرات هندسی هستند؛ آنها پراکندگی مدول برشی بین بچ ها را نادیده می گیرند. اگر یک شیر یا یک قفل در برابر پنجره نیروئی به اضافه یا منهای سه درصد تنظیم شده باشد، یک تامین کننده که با تلرانس به اضافه یا منهای ۰.۰۱۰ میلی متر روی سیم ۰.۳۰ میلی متر کار می کند، حتی با کویلینگ کامل نمی تواند آن پنجره را حفظ کند.

شماره تلرانس چه چیزی را نمی گوید

• بیضی بودن. حداکثر و حداقل قطر در یک مقطع عرضی می تواند چندین میکرون تفاوت داشته باشد در حالی که میانگین روی مقدار اسمی قرار دارد. فنر ساخته شده از سیم بیضی شکل، نرخی دارد که به جهت کویلینگ بستگی دارد.
• تغییر در طول. یک کویل که در سر ۰.۳۰۰ میلی متر و در وسط ۰.۳۰۶ میلی متر اندازه گیری می شود، یک بررسی نمونه را پشت سر می گذارد و همچنان باعث انحراف نرخ از یک انتهای قرقره به انتهای دیگر می شود.
• اثرات انتهایی. کشش برداشت و سرعت سیم پیچی در متر اول و آخر تغییر می کند، که در آنجا قطر معمولاً بیشترین انحراف را دارد.
• سوگیری اندازه گیری. پوشش صابونی ۱ - ۳ میکرون ضخامت به عنوان سیم خوانده می شود. میکرومتر با یک دسته سنگین، پوشش را فشرده می کند و می تواند روی سیم نرم کم بخواند.

اندازه گیری تکرارپذیر سیم ۰.۳ میلی متر

1. از میکرومتر با وضوح ۰.۰۰۱ میلی متر و ضامن نیروی ثابت استفاده کنید، نه کولیس.
2. سه جهت را با فاصله ۹۰ درجه در هر نقطه اندازه گیری کنید و آنها را میانگین بگیرید؛ این قطر را از بیضی بودن جدا می کند.
3. سر، وسط و انتهای هر قرقره را نمونه برداری کنید، هر کدام سه نقطه، و نتیجه را به جای قبولی یا عدم قبولی ثبت کنید.
4. قبل از اندازه گیری، فیلم صابون را با پارچه بدون پرز پاک کنید و در سوابق بازرسی ذکر کنید که آیا خوانش شامل پوشش است یا خیر.
5. برای کنترل تولید، از یک سنج لیزری در خط تولید استفاده کنید که کل پروفیل طول را به جای نمونه برداری ثبت می کند. این انحراف بین نمونه ها را که نمونه برداری همیشه از دست می دهد، می گیرد.

انحراف از کجا می آید

آخرین دایره کشش، اندازه نهایی را تعیین می کند و به تدریج فرسوده می شود، بنابراین قطر تمایل دارد در طول یک کمپین دایره به جای پرش، به سمت بالا بخزد. کاهش عبور در آخرین کشش، کشش برداشت، فشار سیم پیچی لایه و دمای بازپخت همگی سهم دارند. بازپخت دو بار اهمیت دارد: تنش و انعطاف پذیری را کنترل می کند و مدول برشی را که مستقیماً در معادله نرخ ظاهر می شود، کنترل می کند. برای سیم ۳۱۶، G تقریباً ۶۹ گیگاپاسکال در دمای اتاق است و پراکندگی بچ به بچ چند درصد طبیعی است مگر اینکه کارخانه آن را کنترل کند.

اقدامات کنترلی عملی غیر جذاب هستند: یک فاصله زمانی مستند برای تعویض دایره بر اساس خروجی اندازه گیری شده به جای تعداد قطعه، بازخورد لیزری در خط تولید در آخرین عبور، و SPC روی قطر با هدف قابلیت ۱.۳۳ یا بهتر در برابر باند توافق شده.

چه چیزی را در مشخصات خرید قرار دهیم

• قطر اسمی با یک باند تلرانس صریح، به عنوان مثال ۰.۳۰۰ میلی متر به اضافه یا منهای ۰.۰۰۵ میلی متر برای فنرهای دقیق.
• حداکثر بیضی بودن در یک مقطع عرضی، معمولاً ۰.۰۰۳ میلی متر.
• حداکثر تغییر قطر در هر ۱۰۰ میلی متر طول، بنابراین انحراف محدود است و فقط میانگین نیست.
• روش اندازه گیری، شامل نوع ابزار، نیرو و تعداد نقاط؛ در غیر این صورت خریدار و کارخانه در مورد یک قرقره توافق نخواهند داشت.
• محدوده کشش یا تمپر، و فرض مدول برشی مورد استفاده در طراحی فنر.
• شرایط سطح و وزن پوشش، از آنجایی که پوشش بخشی از قطر اندازه گیری شده است.

مشخصات سیم

فنر های کوچک معمولاً به دلیل تلرانس انباشته شده از بین می روند، نه به دلیل یک تصمیم بد واحد. مشخص کردن قطر با روش اندازه گیری آن، و بررسی قابلیت به جای گواهی ارزش، چیزی است که نرخ را در پنجره نگه می دارد.