Hei acolo! În calitate de furnizor de Torsion Spring Assembly, am primit o mulțime de întrebări de-a lungul anilor despre relația dintre rigiditatea și cuplul acestor arcuri. Astăzi, o voi descompune pentru tine într-un mod ușor de înțeles.
În primul rând, să vorbim despre ce înseamnă de fapt rigiditatea și cuplul atunci când vorbim despre arcuri de torsiune. Rigiditatea, în termeni simpli, este cât de mult rezistă un arc să fie răsucit. Este ca și cum este de greu să îndoiți un băț. Un arc mai rigid va fi mai greu de răsucit, în timp ce unul mai puțin rigid va fi mai ușor. Cuplul, pe de altă parte, este forța care determină răsucirea arcului. Este ceea ce face ca arcul să-și facă treaba, indiferent dacă deschide o ușă sau închide un capac.
Deci, care este relația dintre acești doi? Ei bine, este de fapt unul destul de simplu. Rigiditatea unui arc de torsiune afectează direct cantitatea de cuplu pe care o poate produce. Un arc mai rigid va necesita mai mult cuplu pentru a-l răsuci, dar odată ce este răsucit, va produce și mai mult cuplu atunci când încearcă să revină la poziția inițială. Acest lucru este foarte important deoarece determină cât de bine va funcționa arcul într-o anumită aplicație.
Să presupunem că utilizați un arc de torsiune într-o balama de ușă. Dacă arcul nu este suficient de rigid, nu va putea ține ușa deschisă sau închisă corect. Ușa s-ar putea lăsa sau nu se închide complet. Pe de altă parte, dacă arcul este prea rigid, va fi foarte greu să deschideți sau să închideți ușa și s-ar putea chiar să deteriorați balamaua sau ușa însăși. Deci, găsirea echilibrului potrivit între rigiditate și cuplu este crucială.
Acum, cum măsurăm rigiditatea și cuplul unui arc de torsiune? Ei bine, rigiditatea este de obicei măsurată în unități de forță pe grad de rotație, cum ar fi lira - inci pe grad sau newton - milimetri pe grad. Cuplul este măsurat în unități de forță înmulțite cu distanța, cum ar fi liră - inci sau newtoni - metri.
Pentru a calcula rigiditatea unui arc de torsiune, folosim o formulă care ia în considerare lucruri precum diametrul firului, diametrul mediu al bobinei, numărul de bobine și modulul de rigiditate al materialului din care este fabricat arcul. Formula pare puțin complicată, dar există o mulțime de calculatoare online care pot face treaba pentru tine.
Odată ce cunoaștem rigiditatea arcului, putem calcula cuplul pe care îl va produce pentru o anumită cantitate de răsucire. Acest lucru se face prin înmulțirea rigidității cu numărul de grade în care arcul este răsucit. De exemplu, dacă un arc are o rigiditate de 10 lire - inci pe grad și este răsucit la 30 de grade, cuplul pe care îl va produce este de 10 x 30 = 300 de lire - inci.
Când proiectăm un ansamblu arc de torsiune, trebuie să luăm în considerare o mulțime de factori pentru a obține rigiditatea și cuplul potrivit. Materialul arcului este unul mare. Materialele diferite au module diferite de rigiditate, ceea ce afectează rigiditatea arcului. De exemplu, oțelul este un material comun pentru arcurile de torsiune, deoarece este puternic și are un modul de rigiditate relativ ridicat. Dar dacă aveți nevoie de un arc care să fie mai rezistent la coroziune, puteți alege un material precum oțel inoxidabil sau titan.
Mărimea și forma arcului contează și ele. Un arc cu un diametru mediu al bobinei mai mare va fi, în general, mai puțin rigid decât unul cu un diametru mai mic, toate celelalte lucruri fiind egale. Și numărul de bobine poate afecta, de asemenea, rigiditatea. Mai multe bobine înseamnă de obicei un arc mai puțin rigid.
Un alt lucru de luat în considerare este mediul în care va fi folosit arcul. Dacă arcul va fi expus la temperaturi ridicate, s-ar putea să-și piardă o parte din rigiditate în timp. În acest caz, ar putea fi nevoie să alegem un material care poate rezista la temperaturi ridicate, cum ar fiArcuri elicoidale Hyper. Aceste arcuri sunt concepute pentru a-și menține proprietățile chiar și în condiții extreme.
Dacă arcul va fi folosit într-un mediu umed sau coroziv, ar putea fi necesar să folosim un arc care a fost tratat pentru a rezista la coroziune, cum ar fiArc de galvanizare. Galvanizarea poate adăuga un strat protector arcului, prevenind ruginirea sau corodarea acestuia.
Uneori, am putea folosi și forme speciale de arcuri pentru a obține rigiditatea și cuplul dorite. De exemplu,Arc elicoidal înclinatpoate avea caracteristici de rigiditate diferite în comparație cu un arc elicoidal obișnuit. Forma înclinată poate schimba modul în care arcul se răsuceste și distribuie sarcina, ceea ce poate fi util în anumite aplicații.
În calitate de furnizor de ansamblu de arc de torsiune, am văzut direct cât de important este să obțineți rigiditatea și cuplul corect. Lucrăm îndeaproape cu clienții noștri pentru a înțelege nevoile acestora și pentru a proiecta arcuri care vor funcționa perfect în aplicațiile lor. Fie că este un arc mic și delicat pentru un dispozitiv medical sau un arc mare și rezistent pentru o mașină industrială, avem expertiza și instrumentele necesare pentru a realiza acest lucru.
Dacă sunteți în căutarea unui ansamblu cu arc de torsiune, nu ezitați să contactați. Vă putem ajuta să găsiți rigiditatea și cuplul potrivite pentru aplicația dvs. și vom colabora cu dvs. pentru a proiecta și produce un arc care să corespundă specificațiilor dvs. exacte. Indiferent dacă aveți nevoie de un arc la comandă sau unul standard, noi vă oferim acoperire.
În concluzie, relația dintre rigiditatea și cuplul unui ansamblu de arc de torsiune este una fundamentală care determină performanța arcului. Înțelegând această relație și luând în considerare toți factorii care o afectează, putem proiecta și fabrica arcuri de torsiune care funcționează excelent într-o gamă largă de aplicații. Așadar, dacă aveți întrebări sau aveți nevoie de ajutor pentru nevoile dvs. de arc de torsiune, spuneți-ne doar un strigăt.
Referințe
- „Manual de arcuri mecanice” de Design News
- „Design și aplicare de primăvară” de ASME Press