Rozsdamentes acél rugók A precíziós gépek kulcsfontosságú alkatrészei, és a "torziós feszítőrugó" egyedülálló dizájnt képvisel ebben a családban. Értékének értékeléséhez elengedhetetlen, hogy összehasonlítsa a hagyományos "hosszabbító rugóval" és "torziós rugóval".
1. Alapvető különbség: Betöltési mód és működési elv
1.1 Hosszabbító rugó
- Üzemmód: A hosszabbító rugó tipikus axiálisan terhelt komponens. Úgy működik, hogy ellenáll húzóerő és tengelyiránya mentén megnyúlik.
- Stressz állapot: A rugó fő teste (a tekercsek) ki van téve húzófeszültség , az anyagból eredő nyíró igénybevétel .
- Energiatárolás: formájában tárolja az energiát nyíró igénybevétel energy .
- Jellemzők: A tekercsek általában szorosan vannak feltekerve, ami egy kritikus paramétert eredményez: Kezdeti feszültség – amely energiát tárol a külső erő alkalmazása előtt.
1.2 Torziós rugó
- Üzemmód: A torziós rugó jellemző radiális/kerületi terhelés komponens. Úgy működik, hogy ellenáll a Nyomaték és a központi tengelye körül forog.
- Stressz állapot: A rugó fő teste (a tekercsek) ki van téve hajlítófeszültség , nem nyíró- vagy húzófeszültség.
- Energiatárolás: formájában tárolja az energiát hajlítási alakváltozási energia .
- Jellemzők: Jellemzően karokkal vagy formázott végekkel felszerelve a nyomatékátvitel érdekében. A teljesítményt a Torziós merevség ($k_t$) .
1.3 Rozsdamentes acél torziós feszítőrugó
- Üzemmód: A torziós feszítőrugó egy összetett terhelésű alkatrész, amely kettős funkcióval rendelkezik. Egyszerre vagy külön is bírja axiális húzóerő és radiális nyomaték .
- Stressz állapot: A tekercsek egyidejűleg vannak kitéve nyírófeszültség (feszültség) és hajlítófeszültség (torzió).
- Energiatárolás: Mindkettő tárolására alkalmas nyíró igénybevétel energy és hajlítási alakváltozási energia .
- Szakmai előny: Ez az egyedi kialakítás lehetővé teszi a két funkciót egyetlen alkatrészen belül, jelentősen leegyszerűsítve a mechanikai tervezést és összeszerelést.
2. Szakmai megkülönböztetés a tervezésben és a teljesítményparaméterekben
2.1 Különbségek a merevség kiszámításában
| Rugós típus | Kulcs merevségi paraméter | A merevség meghatározása |
| Hosszabbító rugó | Nyújtó merevség | Kiterjesztési egységenként szükséges erő (N/mm) |
| Torziós rugó | Torziós merevség | Nyomaték required per unit of rotational angle (N·mm/deg) |
| Torziós feszítőrugó | Kettős merevség | Nyújtó- és csavarási merevségi jellemzőkkel is rendelkezik |
Torziós feszítőrugók esetében a tervezőnek önállóan kell kiszámítania és ki kell egyensúlyoznia a két merevségi értéket, hogy megfeleljen az összetett mozgás követelményeinek, például a precíziós kapcsolószerkezeteknél.
2.2 Stresszkoncentráció és fáradtság
- Hosszabbító rugó: A stresszkoncentráció elsősorban a horog/hurok csatlakozási pontján jelentkezik, amely gyakori hely a fáradtság meghibásodásához.
- Torziós rugó: A feszültségkoncentráció a végkar és a fő tekercsek közötti átmeneti területen jelenik meg.
- Torziós feszítő rugó: Az összetett terhelés miatt annak a stresszelemzés a legösszetettebb . A feszítésből és csavarásból eredő egymásra gyakorolt feszültségekkel szembesül, nagy szilárdságú rozsdamentes acélt és fejlett feszültségcsökkentési folyamatokat igényel.
3. Rozsdamentes acél anyagok és összetett alkalmazások
3.1 Illesztőprogramok az anyagválasztáshoz
- Korrozív környezetek: A rozsdamentes acél (pl. AISI 304, 316) kiváló korrózióállóság , elengedhetetlen az orvosi, tengeri és élelmiszer-feldolgozó berendezésekhez.
- Hőmérséklet stabilitás: Magas hőmérsékleten is megőrzi a nagy szilárdságot és rugalmassági modulust, biztosítva a stabil teljesítményt.
- Nem mágneses követelmények: Egyes rozsdamentes acélminőségek (ausztenites) alacsony vagy nem mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, alkalmasak érzékeny elektronikus eszközökhöz.
3.2 Összetett alkalmazási érték
A rozsdamentes acél torziós feszítőrugó nélkülözhetetlen a magas integrációt és funkcionális sokoldalúságot igénylő területeken:
- Precíziós robotkarok és megfogók: Egyszerre biztosít húzóerőt a megfogáshoz és nyomatékot a szögletes mozgáshoz.
- A csuklópánt mechanizmusai: Rendszerek, amelyek mind a visszatérő húzóerőt, mind a szöghelyzetbeállító nyomatékot igénylik.
- Szelepek és csillapítórendszerek: Egyaránt nyújt húzó tömítőerőt és torziós hajtóerőt az alkatrészek visszaállításához.
