Hoe de wikkelrichting (links of rechts) van roestvrijstalen torsieveren te bepalen volgens de toepassingsvereisten

Als mechanisch precisieonderdeel is de wikkelrichting van een roestvrijstalen torsieveer is niet willekeurig; het wordt bepaald door strenge technische mechanica en toepassingsvereisten. Het correct selecteren van de linker- of rechterwikkeling is van cruciaal belang voor het garanderen van veerprestaties, het verlengen van de levensduur tegen vermoeidheid en het voorkomen van defecten. Vanuit professioneel perspectief is het kernprincipe voor het selecteren van de wikkelrichting van een torsieveer dat de spanning-koppelrichting tijdens bedrijf ervoor moet zorgen dat de veerspiralen strakker worden (de binnendiameter verkleinen), en niet uitzetten (de binnendiameter vergroten).

Definitie en beoordeling van de wikkelrichting

Voordat we ons verdiepen in het selectiemechanisme, is het belangrijk om de definities van links- en rechtsdraaiend te verduidelijken.

Rechtsdraaiend (RH): Vanuit het perspectief van de waarnemer wordt de veer als rechtsdraaiend beschouwd als de einddraad van de veer zich met de klok mee blijft uitstrekken.

Linksom gewikkeld (LH): Vanuit het perspectief van de waarnemer wordt de veer als linksom gewikkeld beschouwd als de einddraad van de veer zich tegen de klok in blijft uitstrekken.

In de praktijk kan de veer rechtop worden gehouden met de duim naar boven gericht en de vingers gebogen. Als de spoelrichting op één lijn ligt met de buigrichting van de vingers van de rechterhand, is deze rechtshandig; als het op één lijn ligt met de buigrichting van de vingers van de linkerhand, is het linkshandig. Deze bepaling vormt de basis voor alle daaropvolgende analyses van torsietoepassingen.

Kernprincipes van selectie op basis van stresskenmerken

De primaire functie van een roestvrijstalen torsieveer is het opslaan en vrijgeven van hoekenergie, waardoor de spoel wordt onderworpen aan buigspanning. De keuze van de wikkelrichting heeft rechtstreeks invloed op het gecombineerde effect van het vormen van restspanning en werkspanning, wat cruciaal is bij het bepalen van de vermoeiingslevensduur van de veer.

Symmetrische effecten van rest- en werkstress:

Tijdens het fabricage- en wikkelproces van een torsieveer ontstaat er restspanning in de draad. Deze restspanning is druk aan de buitenkant van de draad en trek aan de binnenkant.

Het ideale ontwerp is om ervoor te zorgen dat de buigspanning die wordt gegenereerd door het werkkoppel en de restspanning die wordt gegenereerd door het wikkelproces in tegengestelde richtingen zijn, waardoor ze elkaar compenseren en de maximale spanning op het veeroppervlak effectief wordt verminderd.

Wijziging van de spoeldiameter regelen:

Wanneer een veer wordt onderworpen aan torsiebelasting, verandert de binnendiameter ervan.

Wanneer de belastingsrichting de spoel strakker maakt (de binnendiameter kleiner wordt), neemt de trekspanning aan de binnenkant van de draad af, wat de vermoeiingssterkte helpt verbeteren.

Wanneer de belastingsrichting de spoel uitzet (de binnendiameter vergroot), neemt de trekspanning aan de binnenkant van de draad toe, waardoor de spanningsconcentratie wordt verergerd en gemakkelijk tot vroegtijdig falen kan leiden.

Conclusieprincipe: Rechtshandige veren moeten een draaimoment met de klok mee uitoefenen; linkshandige veren moeten tegen de klok in draaien. Met andere woorden, de veer moet worden belast in de richting waarin de spoeldiameter kleiner wordt.

Richting bepalen in typische toepassingsscenario's

In complexe mechanische systemen kunnen de toepassingseisen van torsieveren worden samengevat in de volgende categorieën, die hun wikkelrichting bepalen:

Unidirectionele aandrijf- en resetsystemen:

Eis: Als de veer wordt gebruikt om koppel in één richting te leveren (bijvoorbeeld om een ​​deur te sluiten of een hendel opnieuw in te stellen), moet eerst de draairichting van het aandrijfonderdeel worden bepaald.

Selectie: Als de toepassing een herstelkoppel van de veer met de klok mee vereist, moet de veer bij belasting tegen de klok in draaien (om energie op te slaan), dus moet een linkse veer worden geselecteerd. Omgekeerd, als een herstelkoppel tegen de klok in vereist is, moet een rechtse veer worden gekozen.

Gebalanceerd systeem met dubbele veren (bijv. garagedeur):

Vereiste: In gebalanceerde systemen voor zwaar gebruik, zoals garagedeuren, worden doorgaans twee torsieveren gebruikt, gemonteerd aan beide uiteinden van de torsiebuis. Ze moeten tegengestelde koppels leveren om het deurgewicht in evenwicht te brengen en doorbuiging van de as te voorkomen.

Selectie: Wanneer u naar een garagedeur kijkt, is de linkerveer doorgaans rechtshandig (levert koppel met de klok mee), terwijl de rechterveer doorgaans linkshandig is (levert koppel tegen de klok in) om te zorgen voor synchrone kabelopwinding en -ontgrendeling aan beide zijden. Deze symmetrische configuratie is een technische vereiste voor krachtbalancering.

Ruimtebeperkingen en installatiegemak:

Bij sommige compacte apparaten kunnen de veerpoten de omringende componenten hinderen. De begin- en eindpositie van de poten bepalen de benodigde draaihoek, terwijl de wikkelrichting invloed heeft op de ruimtebezetting van de poten.

Professionele ontwerpen vereisen 3D CAD-modellering om ervoor te zorgen dat de veer en zijn poten in volledig uitgebogen toestand geen contact maken met andere componenten, waardoor de montage wordt vergemakkelijkt.

Vermijdingsmaatregelen in professioneel ontwerp

Vermijd omgekeerde belasting: Vermijd onder alle omstandigheden strikt het belasten van de veer in een richting waardoor de spoelen afwikkelen. Dit zal niet alleen een scherpe toename van de spanning veroorzaken, maar kan ook spoedverlies veroorzaken, de wrijving tussen de spoelen vergroten en de slijtage verergeren.

Doornpassing: Of u nu links of rechts wikkelt, de binnendiameter neemt af bij belasting. Bij het ontwerpen van de doorndiameter moet de minimale binnendiameter in volledig afgebogen toestand als referentie worden gebruikt, zodat er voldoende speling is om binding of overmatige wrijving te voorkomen.