8、弹簧设计和计算

电力设备电气绝缘国家重点实验室Xi ’an Jiaotong University, China

弹簧设计和计算

1、弹簧在断路器中的应用

2、弹簧的分类

EE 弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。在载荷作用下能够产生变形，卸载时释放能量恢复原形，加载变形过程遵循一定的规律，可以用来控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量、测量力的大小等

保证动作力：如操作机构的作用力、触头压力、电磁系统的反

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这类弹簧多数由圆形截面材料制成，当同样空间条

件下需要更大的刚度时，可选用矩形截面的材料

圆柱形螺旋压缩弹簧圆柱形螺旋压缩弹簧圆柱形螺旋压缩弹簧

结构简单，制造方便，特性接近于直线型，刚度值较稳

EE 2013-04-025（2）变径螺旋弹簧

¾圆锥形螺旋弹簧

这类弹簧的特点是稳定性好，结构紧凑，其特性线开始是直线，随着载荷的增加，逐渐变成渐增型，有利于缓和冲击和共振，接触器弹簧的主弹簧常选用圆锥形弹簧。

¾中凸和中凹形弹簧

这类弹簧的特性相当于圆锥形弹簧，中凸形弹簧在某些场合可替代圆锥形弹簧使用，中凹形弹簧主要用作坐垫

和床垫。

（3）碟形弹簧

加载与卸载特性不重合，在工作过程

中有能量消耗，缓冲和减震能力强，蝶形

弹簧常用于中、高压产品中。

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6这类弹簧圈数多，变形角大，储存能量大，多用在仪器和钟表中这类弹簧由薄片材料制成，结构形状繁多，主要用于仪表及低压元器按照不同使用条件和承受负荷的情况，弹簧又分成4大类第1类：承受静负荷，或变换次数甚少并不带冲击性负荷的弹簧。第2类：承受具有一定次数的变换，但冲击并不强烈的弹簧。第3类：承受高速变换次数，但并不太强烈的冲击负荷的弹簧。

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73.弹簧的基本参数和基本概念

（1）弹簧的旋绕比C 或

W

工作负荷是指弹簧在工作进程中承受的力或力矩。

极限负荷是指对应于弹簧材料屈服极限的负荷（力或力矩）。工作极限负荷是指弹簧工作中可能出现的最大负荷。

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变形量又称挠度，是指弹簧沿负荷作用方向产生的相对位移工作扭转角指扭转弹簧承受工作负荷时的角位移。

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指沿螺旋轴线两端间的螺旋圈数。

指计算弹簧刚度时的螺旋圈数。

指旋绕比对应力影响的修正系数。

又称弹簧稳定性指标，是指压缩弹簧的自由高度与中径之比

10框架断路器图（17）弹簧的端部结构

¾两端圈并紧并磨平

¾两端圈并紧不磨平

¾两端圈不并紧

拉伸弹簧的端部结构主要是钩环形状，设计和选用端部结构型式时，主要考虑弹簧在机构中的安装方式、空间条件及载荷性质等因素，在满足使用的前提下，尽量选用简单的结构型式。

扭转弹簧的结构型式很多，列入国家标准的只是常用的几种，根据不同的安装方法和使用条件选用或自行设计。

合金弹簧钢丝卷绕的弹簧不必考虑初应力

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2013-04-02144. 低压断路器常用弹簧的计算

4. 1压缩弹簧的计算

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曲度系数K的选取

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4.2拉伸弹簧的计算

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2013-04-0221/294.3扭簧的计算

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24/295. 弹簧计算实例

5.1压缩弹簧

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5.2拉伸弹簧

27Thank you very much