Hvad er en flad torsionsfjeder?

Du har brug for rotationskraft, men har meget lidt aksial plads. En standard, bulky round-wire torsion spring simply won't fit, fremtvinger et komplet redesign af dit kompakte produkt.

En flad torsionsfjeder er enhver fjeder lavet af en flad strimmel materiale, som fjederstål, der lagrer og frigiver rotationsenergi. Dens slanke profil gør den ideel til applikationer med snævre pladsbegrænsninger.

Når en ingeniør sender mig en tegning til en "flad torsionsfjeder," mit første spørgsmål er altid, "Hvad præcis skal den gøre?" Udtrykket er en generel kategori, ikke en bestemt del. It's like asking for a "car" when you need to specify if it's a truck, en sedan, eller en sportsvogn. At vælge den korrekte type flad fjeder er en af ​​de vigtigste beslutninger for at sikre, at din mekanisme fungerer jævnt og pålideligt i hele dens levetid.

Er en spiral torsionsfjeder det samme som en flad torsionsfjeder?

You're looking for a simple return spring, men terminologien er forvirrende. Du ser forskellige spiralfjedre og antager, at de alle fungerer ens, hvilket kan føre til bestilling af den forkerte del.

EN spiral torsionsfjeder[^1] er en specifik type af flad torsionsfjeder[^2]. It's designed with open coils that do not touch and is best suited for low-rotation applications, typisk mindre end 360 grader.

Jeg kan huske, at jeg arbejdede med et firma, der udviklede en avanceret kontrolknap til lydudstyr. De ønskede en glat, taktile "retur-to-center"." føle. De prøvede i første omgang en lille kraftfjeder, men det gav for meget rotation og føltes inkonsekvent. Løsningen var en ægte spiral torsionsfjeder. Vi designede en, der gav den helt rigtige mængde drejningsmoment over en 45-graders rotation. Mellemrummene mellem spolerne sikrede, at der ikke var friktion, giver knappen den præmie, flydende bevægelse, de ledte efter.

Definition af egenskaber

Nøglen til spiral torsionsfjederen er i sin enkle, åben spole design. Det er elegant og effektivt til specifikke opgaver.

• Konstruktion: It's made from a single strip of rectangular spring steel coiled on one plane. Den ene ende er typisk bøjet for at danne et indre anker (at fastgøre til et skaft), og den anden ende er dannet til at skubbe mod den roterende del.
• Fungere: Når komponenten roterer, det snor fjederen strammere, bøjning af materialet. The material's resistance to this bending creates the restoring torque. Fordi spolerne ikke er designet til at røre ved, drejningsmomentresponsen er meget lineær og jævn til små afbøjninger. Det er ikke beregnet til applikationer, der kræver mange omgange.

Hvornår er en kraftfjeder (Ur forår) det rigtige valg?

Dit produkt skal trække en lang snor eller bælte tilbage, hvilket kræver mange fulde rotationer. En simpel spiralfjeder ville binde sig og svigte næsten øjeblikkeligt.

En kraftfjeder, også kendt som en urfjeder, er det korrekte valg til højrotationstilbagetrækning. Denne type flad torsionsfjeder[^2] er forspændt og indeholdt i et hus, giver den mulighed for at levere ensartet drejningsmoment over mange omgange.

En af vores største kunder fremstiller industrielt udstyr, herunder optrækbare luftslanger til værksteder. Fjedrene inde i disse hjul er alvorlige komponenter. De må trække sig tilbage 50 fødder tung slange jævnt og pålideligt tusindvis af gange. Dette er den klassiske applikation til en kraftfjeder[^3]. Fjederen er tæt viklet inde i en tromle. Mens du trækker i slangen, fjederen bliver strammere. Når du slipper den, den lagrede energi trækker slangen ind igen. A simple spiral spring couldn't store enough energy or provide enough turns to do that job.

Betydningen af ​​boliger

I modsætning til en simpel spiralfjeder, -en kraftfjeder[^3] er et komplet system, der er afhængig af, at dets kabinet fungerer korrekt.

• Energiopbevaring: EN kraftfjeder[^3] er lavet af en lang strimmel materiale, der er præformet til en tæt spole. Den installeres derefter i et hus eller et kabinet, der er lidt større end dens frie diameter. Denne proces "forudindlæser" foråret med energi.
• Friktion og kontrol: Som foråret virker, spolerne presser mod hinanden og indersiden af ​​huset. Denne kontrollerede friktion er en del af designet og hjælper med at skabe en fladere, mere ensartet momentkurve sammenlignet med en spiralfjeder. Det er derfor, du får et stabilt træk fra et målebånd i stedet for en kraft, der falder hurtigt.

Kan du bruge en simpel fladstang som torsionsfjeder?

Du har brug for en meget enkel, lavprisfjeder til et grundlæggende hængsel eller låsemekanisme. En oprullet fjeder virker som overkill, and you're wondering if there's a simpler way.

Ja, en flad torsionsstang er den enkleste form for en flad torsionsfjeder. It's a straight strip of spring material that provides a restoring torque when twisted, gør den perfekt til enkel, lavrotationsapplikationer.

Jeg arbejdede engang på et projekt for en producent af landbrugsudstyr. De havde brug for en fjeder til lukkemekanismen på et frøbeholderlåg. Det var en barsk, beskidt miljø, og mekanismen skulle være idiotsikker og billig. We didn't use a coiled spring at all. Vi har designet en kort, lige stykke hærdet fladt fjederstål. Den ene ende var svejset til hængslet, og den anden hvilede mod låget. Da du åbnede låget, det vred stangen. Når du giver slip, stangen snoede sig og lukkede låget. Det var utroligt simpelt, koster næsten ingenting at lave, og det vil sandsynligvis overleve resten af ​​maskinen.

Enkelhed i design

Nogle gange er den mest effektive løsning den med færrest dele. Den flade torsionsstang er et perfekt eksempel på dette princip.

• Hvordan det virker: En torsionsstang virker ved at modstå torsion (vridning) kræfter langs dens længde. I modsætning til spiralfjedre, der lagrer energi ved at bøje materialet, -en torsionsstang[^4] lagrer energi gennem vridning. Mængden af ​​drejningsmoment, den giver, bestemmes af dens længde, tykkelse, bredde, and the material it's made from.
• Ansøgninger: Dette design er bedst til lav vinkel, applikationer med høj pålidelighed, hvor der ikke er plads til en spole. It's often found in vehicle suspensions, holdbare låse, værktøjs battericlips, og simple hængselmodvægte. Dens største fordel er dens ekstreme holdbarhed og lave omkostninger.

Konklusion

"Flad torsionsfjeder" beskriver en familie af løsninger. At vælge den rigtige – uanset om det er en spiralfjeder, -en kraftfjeder[^3], eller en simpel torsionsstang[^4]—is critical for your design's performance and success.

[^1]: Lær om spiral torsionsfjedre og deres unikke designfunktioner, der gør dem velegnede til specifikke applikationer.
[^2]: Udforsk denne ressource for at forstå alsidigheden og anvendelsen af ​​flade torsionsfjedre i forskellige designs.
[^3]: Opdag funktionaliteten af ​​kraftfjedre og deres betydning i højrotationsapplikationer.
[^4]: Find ud af, hvordan torsionsstænger fungerer og deres anvendelse i forskellige mekaniske systemer.