膜片空氣彈簧的正確計(jì)算方法和推導(dǎo)過程

在為模具設(shè)計(jì)選擇彈簧時(shí)，唯一的標(biāo)準(zhǔn)是彈簧的彈性是否能保證模具的順利生產(chǎn)。模具中使用最多，最需要注意的是頂針板回位彈簧和滑塊限位彈簧。當(dāng)彈簧用作輔助開模時(shí)，沒有太多限制。

為保證頂針板能順利復(fù)位，預(yù)緊狀態(tài)下復(fù)位彈簧的彈力應(yīng)大于頂針板自重的2.5倍。

滑塊使用彈簧限位時(shí)，天邊滑塊應(yīng)為滑塊自重的2~2.5倍。對于其他方向，彈簧預(yù)緊狀態(tài)的彈力不小于滑塊的自重。

參數(shù)計(jì)算 無論以上哪種狀態(tài)，計(jì)算方法都是一樣的，用下面的公式來計(jì)算。

彈簧總長度=（行程+預(yù)緊力）/壓縮比

彈簧載荷 = 彈簧剛度 × 壓縮

公式中彈簧的總長度——彈簧在自由狀態(tài)下的長度；

行程----移動的距離根據(jù)模具中的實(shí)際需要確定；

預(yù)壓量-預(yù)壓長度，一般取總長度的10%；

壓縮比----是一個(gè)系數(shù)，數(shù)值不同，彈簧的使用壽命不同，這個(gè)數(shù)值可以在各個(gè)配件供應(yīng)商的資料上查詢；

彈簧載荷——可以理解為彈簧的彈力；

彈簧的剛度——彈簧力的增加量與彈簧變形量增加量的比值。可以理解為每增加1000N的力與彈簧壓縮長度的比值。該值可以在配件供應(yīng)商的信息中找到。

壓縮-彈簧壓縮的長度。

應(yīng)用

頂針板回位彈簧的計(jì)算（以龍基標(biāo)準(zhǔn)模架為例）

假設(shè)頂出板所需頂出行程為30mm，頂出板重量為18.5kg，背銷直徑為20mm膜片空氣彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算，彈簧使用壽命不低于50萬次。那么，彈簧應(yīng)該使用什么直徑和長度？

根據(jù)上面的公式

彈簧總長=(30+15）÷0.36=125(mm)

預(yù)緊狀態(tài)下4個(gè)彈簧的載荷= 42.2×15×4 ＝ 2532(N) 2532N≈258.19kgf

2.頂針板重量的5倍=18.5×2.5=46.25（kgf）

注：kgf表示千克力，即1kg物體在地球上的重力約為9.8N。1kgf=9.8N膜片空氣彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 模具彈簧的正確計(jì)算方法和推導(dǎo)過程，1N≈0.。為了方便計(jì)算，經(jīng)常使用0.1。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，我們使用直徑為40mm，長度為125mm的藍(lán)色彈簧。

這是如何計(jì)算的？公式中的值從何而來？接下來詳細(xì)解釋一下。

從經(jīng)濟(jì)效益和空間占用方面考慮，頂針板簧應(yīng)直接安裝在背銷上。因此，彈簧的內(nèi)徑略大于倒縫，這可以從標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)中查到。直徑為40mm的彈簧內(nèi)徑為20mm。由于彈簧的內(nèi)徑為正公差，直徑40mm的彈簧可以順利安裝。

彈簧的使用壽命不低于50萬次，因此其壓縮比不能大于36%。這是配件供應(yīng)商給出的近似值，不是限值，因此可以直接計(jì)算為36%。

已知行程為30mm，壓縮比為36%。我們還需要一個(gè)預(yù)載值來知道彈簧的總長度。如前所述膜片空氣彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 模具彈簧的正確計(jì)算方法和推導(dǎo)過程，預(yù)緊力一般占彈簧總長度的10%。而且我們不知道總長度是多少膜片空氣彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 模具彈簧的正確計(jì)算方法和推導(dǎo)過程，這似乎是一個(gè)盲點(diǎn)。怎么做？

這時(shí)，我們需要先假設(shè)一個(gè)預(yù)緊值來計(jì)算彈簧的長度。

假設(shè)沒有預(yù)壓縮膜片空氣彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算，直接用30÷0.36≈83（mm）。這意味著彈簧的長度肯定不會小于83mm。根據(jù)假設(shè)，預(yù)緊力值應(yīng)為83×0.1=8.3 (mm)。

預(yù)加載只取整數(shù)，接近8.3的整數(shù)值是10，所以計(jì)算為10，將這些值代入公式，可以得到如下結(jié)果：

彈簧總長=(30+10）÷0.36≈111.11(mm)

最接近總長度111.11mm的彈簧為125mm（彈簧為標(biāo)準(zhǔn)件，長度標(biāo)準(zhǔn)可在配件供應(yīng)商資料上查到）。因此膜片空氣彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算，我們應(yīng)該使用長度為125mm的彈簧，然后根據(jù)這個(gè)結(jié)果，反推預(yù)壓。

彈簧預(yù)緊力=125×0.36-30=15(mm)

根據(jù)供應(yīng)商的資料可以發(fā)現(xiàn)，φ40×125的藍(lán)色彈簧剛度為42.2。根據(jù)剛度，可以計(jì)算出載荷值。