டார்ஷன் ஸ்பிரிங் மெக்கானிசம் உண்மையில் எப்படி வேலை செய்கிறது?

You're designing a product with a hinged lid that needs to snap shut or open with assistance. ஒரு முறுக்கு வசந்தம் சம்பந்தப்பட்டது என்பது உங்களுக்குத் தெரியும், ஆனால் அந்த கட்டுப்பாட்டை உருவாக்க அனைத்து பகுதிகளும் எவ்வாறு இணைந்து செயல்படுகின்றன, சுழற்சி விசை?

A torsion spring mechanism translates the spring's stored energy into useful work by using a central shaft, ஒரு நங்கூரம், and the spring's legs. பொறிமுறை நகரும் போது, அது வசந்தத்தின் ஒரு காலை திசை திருப்புகிறது, கூறுகளை அதன் அசல் நிலைக்குத் திருப்ப முற்படுவதை உருவாக்குகிறது.

உற்பத்தி நிலைப்பாட்டில் இருந்து, வசந்தம் பாதி கதை மட்டுமே என்பதை நாம் காண்கிறோம். நன்கு வடிவமைக்கப்பட்ட முறுக்கு நீரூற்று அதை ஆதரிக்க ஒரு நன்கு வடிவமைக்கப்பட்ட இயந்திரம் இல்லாமல் பயனற்றது. I've seen many designs fail not because the spring was wrong, but because the parts around it didn't allow it to function correctly. வசந்த காலத்தில் உண்மையான மந்திரம் நடக்கும், தண்டு, மற்றும் ஆங்கர் புள்ளிகள் அனைத்தும் ஒன்றாக இணைந்து செயல்படுகின்றன, நம்பகமான அமைப்பு.

டார்ஷன் ஸ்பிரிங் மெக்கானிசத்தின் முக்கிய கூறுகள் என்ன?

உங்கள் வடிவமைப்பிற்கு சுழற்சி செயல்பாடு தேவை, but a simple pivot isn't enough. ஒரு நீரூற்று சக்தியை வழங்குகிறது என்பது உங்களுக்குத் தெரியும், but you're unsure how to properly mount and engage it within your assembly.

ஒரு நிலையான முறுக்கு வசந்த பொறிமுறையானது நான்கு முக்கிய பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது: முறுக்கு வசந்தம், ஒரு மைய தண்டு (அல்லது மரக்கட்டை) அது பொருந்துகிறது என்று, ஒரு காலுக்கு ஒரு நிலையான நங்கூரம், மற்றும் இரண்டாவது கால் ஈடுபடும் ஒரு நகரும் கூறு.

புதிய டிசைன்களில் நான் பார்க்கும் பொதுவான தவறு, சென்ட்ரல் ஷாஃப்ட்டை மறந்துவிடுவது. ஒரு வாடிக்கையாளர் ஒருமுறை எங்களுக்கு ஒரு முன்மாதிரியை அனுப்பினார், அங்கு வசந்தம் ஒரு குழியில் மிதக்கிறது. மூடி திறந்ததும், வசந்தம் இறுக்க முயற்சித்தது, ஆனால் முறுக்கு உருவாக்குவதற்கு பதிலாக, அதன் முழு உடலும் பக்கவாட்டாக வளைந்திருந்தது. A torsion spring must be supported internally. தண்டு, அல்லது மரக்கட்டை, இது நிகழாமல் தடுக்கிறது மற்றும் அனைத்து ஆற்றலும் சுத்தமாக உருவாக்கப்படுவதை உறுதி செய்கிறது, சுழற்சி விசை.

சுழற்சி விசையின் உடற்கூறியல்

பொறிமுறையின் ஒவ்வொரு பகுதிக்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட வேலை உள்ளது. அவற்றில் ஏதேனும் ஒன்று தவறாக வடிவமைக்கப்பட்டிருந்தால், முழு அமைப்பும் எதிர்பார்த்தபடி செயல்படத் தவறிவிடும்.

• முறுக்கு வசந்தம்: This is the engine of the mechanism. அதன் கம்பி விட்டம், சுருள் விட்டம், மற்றும் சுருள்களின் எண்ணிக்கை அது உருவாக்கும் முறுக்கு அளவை தீர்மானிக்கிறது.
• தி ஆர்பர் (அல்லது மாண்ட்ரல்): இது வசந்தத்தின் மையத்தில் செல்லும் கம்பி அல்லது முள் ஆகும். அதன் முதன்மை வேலை ஸ்பிரிங் சீரமைக்க மற்றும் சுமை கீழ் கொக்கி இருந்து தடுக்க வேண்டும். The arbor's diameter must be small enough to allow the spring's inside diameter to shrink as it is wound.
• ஸ்டேஷனரி ஆங்கர்: வசந்தத்தின் ஒரு கால் சட்டசபையின் நகராத பகுதிக்கு உறுதியாக இருக்க வேண்டும். This provides the reaction point against which the torque is generated. இது ஒரு ஸ்லாட்டாக இருக்கலாம், ஒரு துளை, அல்லது ஒரு முள்.
• செயலில் ஈடுபடும் புள்ளி: வசந்தத்தின் மற்ற கால் நகர வேண்டிய பகுதிக்கு எதிராக தள்ளுகிறது, ஒரு மூடி போன்றவை, ஒரு நெம்புகோல், அல்லது ஒரு கதவு. இந்த பகுதி சுழலும் போது, அது "ஏற்றுகிறது" இந்த செயலில் உள்ள காலை திசை திருப்புவதன் மூலம் வசந்தம்.

ஒரு பொறிமுறையில் முறுக்கு எவ்வாறு கணக்கிடப்படுகிறது மற்றும் பயன்படுத்தப்படுகிறது?

உங்கள் பொறிமுறைக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு மூடும் சக்தி தேவை, but you're not sure how to translate that into a spring specification. Choosing a spring that's too weak or too strong will make your product fail.

Torque is calculated based on how far the spring's leg is rotated (கோண விலகல்) அதன் இலவச நிலையில் இருந்து. பொறியாளர்கள் "வசந்த விகிதத்தை" குறிப்பிடுகின்றனர்" ஒரு டிகிரிக்கு நியூட்டன்-மில்லிமீட்டர்கள் போன்ற அலகுகளில், ஒவ்வொரு டிகிரி சுழற்சிக்கும் எவ்வளவு முறுக்குவிசை உருவாக்கப்படுகிறது என்பதை இது வரையறுக்கிறது.

நாங்கள் பொறியாளர்களுடன் பணிபுரியும் போது, இது மிக முக்கியமான உரையாடல். அவர்கள் சொல்லலாம், "எனக்கு இந்த மூடியைத் திறந்து வைக்க வேண்டும் 2 N-m of force when it's at 90 பட்டங்கள்." அந்த குறிப்பிட்ட கோணத்தில் அந்த துல்லியமான முறுக்குவிசையை அடையும் ஒரு நீரூற்றை வடிவமைப்பதே எங்கள் வேலை. கம்பி அளவை நாங்கள் சரிசெய்கிறோம், சுருள் விட்டம், மற்றும் அந்த இலக்கைத் தாக்கும் சுருள்களின் எண்ணிக்கை. We also have to consider the maximum angle the spring will travel to ensure the wire isn't overstressed, இது நிரந்தரமாக சிதைக்க அல்லது உடைக்க காரணமாக இருக்கலாம்.

ஒரு குறிப்பிட்ட படைக்கு வடிவமைத்தல்

பொறிமுறையின் குறிக்கோள், சரியான நேரத்தில் சரியான அளவு சக்தியைப் பயன்படுத்துவதாகும். This is controlled by the spring's design and its position within the assembly.

• வசந்த வீதத்தை வரையறுத்தல்: வசந்த வீதம் கணக்கீட்டின் மையமாகும். ஒரு "கடுமையான" வசந்தம் அதிக விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது (ஒரு டிகிரிக்கு அதிக முறுக்குவிசையை உருவாக்குகிறது), ஒரு "மென்மையானது" வசந்தம் குறைந்த விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது. இது வசந்தத்தின் இயற்பியல் பண்புகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
• ஆரம்ப பதற்றம் மற்றும் முன் ஏற்றுதல்: சில வழிமுறைகளில், வசந்தம் நிறுவப்பட்டுள்ளது, இதனால் அதன் கால்கள் ஏற்கனவே ஓய்வு நிலையில் கூட சற்று திசைதிருப்பப்பட்டுள்ளன. இது முன் ஏற்றுதல் அல்லது ஆரம்ப பதற்றம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. வசந்தம் அதன் இயக்கத்தின் தொடக்கத்திலிருந்தே சில சக்திகளை செலுத்துகிறது என்பதை இது உறுதி செய்கிறது, இது பொறிமுறையில் உள்ள தளர்வு அல்லது சத்தத்தை அகற்றும்.
• Maximum Deflection and Stress: ஸ்பிரிங் சுழற்றப்படும் அதிகபட்ச கோணத்தை நீங்கள் அறிந்திருக்க வேண்டும். ஒரு நீரூற்றை அதன் மீள் வரம்புக்கு அப்பால் தள்ளுவது அது விளைச்சலை ஏற்படுத்தும், meaning it won't return to its original shape and will lose most of its force. இதைத் தடுக்க நாங்கள் எப்போதும் பாதுகாப்பு விளிம்புடன் வடிவமைக்கிறோம்.

முறுக்கு பொறிமுறையில் மிகவும் பொதுவான தோல்வி புள்ளிகள் யாவை?

Your prototype works, but you're worried about its long-term reliability. You want to know what parts are most likely to break so you can strengthen them before going into production.

The most common failure points are spring fatigue, incorrect mounting, and wear at the point of contact between the spring leg and the moving part. An undersized arbor that allows the spring to buckle is another frequent problem.

I've inspected hundreds of failed mechanisms over the years. The most common story is fatigue failure. The spring simply breaks after being used thousands of times. This almost always happens because the wrong material was chosen or the stress on the wire was too high for the application. A spring for a car door that's used every day needs a much more robust design than one for a battery compartment that's opened once a year. A good design matches the spring's expected சுழற்சி வாழ்க்கை[^1] to the product's intended use.

நீடித்து நிலைக்கக் கூடிய கட்டிடம்

ஒரு நம்பகமான பொறிமுறையானது ஸ்மார்ட் வடிவமைப்பு மற்றும் மூலம் பொதுவான தோல்விகளை எதிர்பார்க்கிறது மற்றும் தடுக்கிறது பொருள் தேர்வுகள்[^2].

• வசந்த சோர்வு: இது மீண்டும் மீண்டும் ஏற்றுதல் மற்றும் இறக்குதல் ஆகியவற்றால் ஏற்படும் எலும்பு முறிவு ஆகும். இது பொதுவாக அதிக அழுத்தத்தின் கட்டத்தில் நிகழ்கிறது, which is often where the leg bends away from the spring's body. வலுவான பொருளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இதைத் தடுக்கலாம் (like music wire), அழுத்தத்தை குறைக்க பெரிய கம்பி விட்டம் தேர்வு, அல்லது ஷாட் பீனிங் போன்ற செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்துதல்.
• ஆங்கர் பாயிண்ட் தோல்வி: நிலையான காலை வைத்திருக்கும் ஸ்லாட் அல்லது முள் போதுமான வலுவாக இல்லாவிட்டால், it can deform or break under the spring's constant force. வீட்டின் பொருள் அழுத்தத்தைக் கையாளும் அளவுக்கு வலுவாக இருக்க வேண்டும்.
• அணியும் மற்றும் கேலிங்: வசந்தத்தின் செயலில் உள்ள கால் தொடர்ந்து நகரும் கூறுக்கு எதிராக தேய்க்கிறது. காலப்போக்கில், இது வீட்டு அல்லது காலில் ஒரு பள்ளம் அணியலாம். கடினப்படுத்தப்பட்ட எஃகு செருகி அல்லது தொடர்பு புள்ளியில் ஒரு ரோலரைப் பயன்படுத்துவது அதிக பயன்பாட்டு வழிமுறைகளில் இந்த சிக்கலை நீக்குகிறது..

முடிவுரை

ஒரு வெற்றிகரமான முறுக்கு ஸ்பிரிங் பொறிமுறையானது வசந்தம் இருக்கும் ஒரு முழுமையான அமைப்பாகும், தண்டு, மற்றும் நங்கூரங்கள் துல்லியமாக வழங்க ஒன்றாக வேலை செய்ய வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, உற்பத்தியின் ஆயுளுக்கு மீண்டும் மீண்டும் செய்யக்கூடிய சுழற்சி விசை.

[^1]: சுழற்சி வாழ்க்கையைப் புரிந்துகொள்வது, அவற்றின் நோக்கம் கொண்ட தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் நீரூற்றுகளை வடிவமைக்க உதவுகிறது.
[^2]: சரியான பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது உங்கள் பொறிமுறையின் செயல்திறன் மற்றும் ஆயுள் ஆகியவற்றிற்கு முக்கியமானது.