卡塔羅彈簧—閥門彈簧的設(shè)計要點

閥門是用來開閉管路、控制流向、調(diào)節(jié)和控制輸送介質(zhì)的參數(shù)（溫度、壓力和流量）的管路附件。根據(jù)其功能，可分為關(guān)斷閥、止回閥、調(diào)節(jié)閥等。而閥門彈簧可以說是閥門最最核心的部件，其中最常見的是圓線圓柱形彈簧，當(dāng)然偶爾也會根據(jù)設(shè)計需求的不同使用方線彈簧或者波形彈簧。 

這里我來著重介紹一下設(shè)計閥門彈簧需要注意的事項。

彈簧的力值穩(wěn)定/疲勞壽命： 

經(jīng)常會有客戶找到卡塔羅彈簧，大部分的反饋這樣：我們現(xiàn)在用彈簧出現(xiàn)了力值不穩(wěn)定；力值衰減了；甚至有斷裂的情況等等。那么我第一時間的回復(fù)往往是讓客戶先去看一下彈簧使用前后自由長度的變化。是的，彈簧變短了。為什么變短了？因為彈簧塑性變形了，彈簧使用時過應(yīng)力了，輕微的過應(yīng)力會讓彈簧塑性變形，嚴重時就有可能斷裂。

絕大多數(shù)設(shè)計工程師對應(yīng)這種情況第一應(yīng)對措施是換材料，可能現(xiàn)在的材料不行，然后去琢磨換更硬一點的材料，抗拉強度就更高，更不容易變形了。要是再不行，就會考慮是不是材料的渠道不行，要不要換進口材料？或者去進口彈簧？那閥門的成本務(wù)必提升很多，市場競爭力就下降了。

在彈簧設(shè)計過程中，材料是影響彈簧疲勞壽命的一項因素，但并不是絕對。再者材料的抗拉強度越高在不過應(yīng)力的工況下疲勞會越好，但在嚴重過應(yīng)力的情況下選擇高抗拉強度的材料，反而更容易斷裂，因為隨著抗拉強度提高的同時硬度也會更高；彈簧的旋繞比，螺旋角同樣對彈簧的疲勞影響很大，那就可以說是整個彈簧的設(shè)計/物理尺寸都影響著彈簧的疲勞和穩(wěn)定性?？ㄋ_彈簧憑借其自主研發(fā)的設(shè)計軟件《華夏興智能彈簧設(shè)計軟件》可以很高效準確的計算出彈簧在其受力高度時的力值以及應(yīng)力狀況，從而預(yù)計彈簧的疲勞。

安裝空間對閥門彈簧的影響

為什么彈簧過應(yīng)力了？如果有足夠的安裝空間，我?guī)缀蹩梢园衙靠顝椈啥荚O(shè)計的非常合理，但是這就是閥門彈簧的局限性，更大的尺寸意味著更多的成本，更差的客戶體驗。所以閥門彈簧往往就是安裝空間很緊湊，經(jīng)常有同一個尺寸的閥門外殼，換根彈簧就是兩個不同的閥門型號，這對彈簧的彈力和疲勞必然是一個挑戰(zhàn)。

卡塔羅彈簧的設(shè)計能力就是做到充分利用空間，盡可能的讓彈簧更穩(wěn)定。針對安裝空間，是哪些尺寸需要著重注意？彈簧的壓并高度：這個比較容易理解，彈簧的最低使用高度不能低于彈簧的壓并高度。彈簧的外徑：這個不光需要注意彈簧的公差，公差以外還要加上壓并膨脹的尺寸，特別是行程比較大的時候相對的壓并膨脹也會更加明顯，避免彈簧外徑過于貼近閥門內(nèi)壁，在下壓時會有抱死的風(fēng)險。

另外還有線徑的選擇：一方面要調(diào)出客戶需要的力值，一方面要控制壓并高度，還要盡可能的利用空間讓節(jié)距變小來提升疲勞，所以特別是在彈簧疲勞吃緊的工況下線徑的選擇非常重要。

工藝選擇：

當(dāng)然因為限制了安裝的空間，所以不是每款閥門彈簧都可以給出完美的解決方案的，但是根據(jù)我們的經(jīng)驗，我們會盡量給到您一個優(yōu)化后可用的方案。除了設(shè)計以外，還可以增加拋丸；預(yù)壓等工序來釋放應(yīng)力提升疲勞。根據(jù)設(shè)計的需要添加必要的工序，選擇性的添加工序也為客戶節(jié)省了成本。

總結(jié)：

閥門彈簧的設(shè)計是制造的基礎(chǔ)，前期優(yōu)異的設(shè)計可以有效的縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，規(guī)避后續(xù)產(chǎn)品量產(chǎn)階段不必要的投入。當(dāng)然生產(chǎn)才是根本，好的設(shè)計要配合精細的生產(chǎn)過程以及渠道可靠的原材料來實現(xiàn)。                                                   

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