彈簧
科技名詞定義
中文名稱：彈簧
英文名稱：spring
定義：利用材料的彈性和結(jié)構(gòu)特點，使變形與載荷之間保持規(guī)定關(guān)系的一種彈性元件。
所屬學科： 機械工程(一級學科) ；機械零件(二級學科) ；彈簧(三級學科)
彈簧是一種利用彈性來工作的機械零件。一般用彈簧鋼制成。用以控制機件的運動、緩和沖擊或震動、貯蓄能量、測量力的大小等，廣泛用于機器、儀表中。彈簧的種類復雜多樣，按形狀分，主要有螺旋彈簧、渦卷彈簧、板彈簧等。
彈簧只是個蓄能器，它有儲存能量的功能，但不能慢慢地把能量釋放出來，要實現(xiàn)慢慢釋放這一功能應該靠“彈簧+大傳動比機構(gòu)”實現(xiàn)，常見于機械表。 彈簧很早很早之前就有應用了，古代的弓和弩就是兩種廣義上的彈簧。彈簧嚴格意義上的彈簧發(fā)明家應該是英國的科學家虎克(RobertHooke)，雖然那時螺旋壓縮彈簧已經(jīng)出現(xiàn)并廣泛使用，但虎克提出了“虎克定律”——彈簧的伸長量[1]與所受的力的大小成正比，正是根據(jù)這一原理，1776年，使用螺旋壓縮彈簧的彈簧秤問世。不久，根據(jù)這一原理制作的專供鐘表使用的彈簧也被虎克本人發(fā)明出來。而符合“虎克定律”的彈簧才是真正意義上的彈簧。
①控制機械的運動，如內(nèi)燃機中的閥門彈簧、離合器中的控制彈簧等。②吸收振動和沖擊能量，如汽車、火車車廂下的緩沖彈簧、聯(lián)軸器中的吸振彈簧等。③儲存及輸出能量作為動力，如鐘表彈簧、槍械中的彈簧等。④用作測力元件，如測力器、彈簧秤中的彈簧等。彈簧的載荷與變形之比稱為彈簧剛度，剛度越大，則彈簧越硬。
按受力性質(zhì)，彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧，按形狀可分為碟形彈簧、環(huán)形彈簧、板彈簧、螺旋彈簧、截錐渦卷彈簧以及扭桿彈簧等。普通圓柱彈簧由于制造簡單，且可根據(jù)受載情況制成各種型式，結(jié)構(gòu)簡單，故應用最廣。彈簧的制造材料一般來說應具有高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性及良好的熱處理性能等，常用的有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。彈簧的制造方法有冷卷法和熱卷法。彈簧絲直徑小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用熱卷法。有些彈簧在制成后還要進行強壓或噴丸處理，可提高彈簧的承載能力。
彈簧是機械和電子行業(yè)中廣泛使用的一種彈性元件，彈簧在受載時能產(chǎn)生較大的彈性變形，把機械功或動能轉(zhuǎn)化為變形能，而卸載后彈簧的變形消失并回復原狀，將變形能轉(zhuǎn)化為機械功或動能。
按受力性質(zhì)，彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧；按形狀可分為碟形彈簧、環(huán)形彈簧、板彈簧、螺旋彈簧、截錐渦卷彈簧以及扭桿彈簧等。普通圓柱彈簧由于制造簡單，且可根據(jù)受載情況制成各種型式，結(jié)構(gòu)簡單，故應用最廣。彈簧的制造材料一般來說應具有高的彈性極限、疲勞極限、沖擊韌性及良好的熱處理性能等，常用的有碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼、不銹彈簧鋼以及銅合金、鎳合金和橡膠等。彈簧的制造方法有冷卷法和熱卷法。彈簧絲直徑小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用熱卷法。有些彈簧在制成后還要進行強壓或噴丸處理，可提高彈簧的承載能力。
彈簧作為工業(yè)系統(tǒng)中的一個重要元件，有著很大的使用量，而且種類繁多，因此彈簧的制作有原始的手工制作，逐步走向自動化。
在我國九十年以前，彈簧行業(yè)只有很少的專業(yè)生產(chǎn)彈簧的機械設(shè)備，隨著彈簧市場的越來越大，逐漸的專業(yè)彈簧設(shè)備企業(yè)也走進我國，如臺灣的東北彈簧機械（EN僑鼎），光弘（KHM)等逐漸占領(lǐng)了主流彈簧生產(chǎn)市場。東北的EN502萬能機
，是采用專有的機械機構(gòu)，方便快捷的生產(chǎn)各種彈簧，異型彈性元件。光弘的設(shè)備是生產(chǎn)壓簧和拉簧的高速設(shè)備。在國外也有很多專業(yè)彈簧設(shè)備制造商如瓦菲奧斯，MEC等
不管設(shè)備技術(shù)如何更新，其生產(chǎn)的原理大同小異均是這樣生產(chǎn)的----有一對以上的壓線輪將線材送出，遇到成型模具，一步一步繞制或沖壓或彎折，產(chǎn)出各式各樣的彈簧
什么是螺旋彈簧？
螺旋彈簧即扭轉(zhuǎn)彈簧，是承受扭轉(zhuǎn)變形的彈簧，它的工作部分也是密繞成螺旋形。扭轉(zhuǎn)彈簧的端部結(jié)構(gòu)是加工成各種形狀的扭臂，而不是勾環(huán)。扭轉(zhuǎn)彈簧常用于機械中的平衡機構(gòu)，在汽車、機床、電器等工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用。
拉伸彈簧是承受軸向拉力的螺旋彈簧，拉伸彈簧一般都用圓截面材料制造。在不承受負荷時，拉伸彈簧的圈與圈之間一般都是并緊的沒有間隙。
壓縮彈簧是承受向壓力的螺旋彈簧，它所用的材料截面多為圓形，也有用矩形和多股鋼縈卷制的，彈簧一般為等節(jié)距的，壓縮彈簧的形狀有：圓柱形、圓錐形、中凸形和中凹形以及少量的非圓形等，壓縮彈簧的圈與圈之間有一定的間隙，當受到外載荷時彈簧收縮變形，儲存變形能。
什么是扭力彈簧？ 扭力彈簧利用杠桿原理，通過對材質(zhì)柔軟、韌度較大的彈性材料的扭曲或旋轉(zhuǎn)，使之具有極大的機械能。
?。?/SPAN>1）彈簧絲直徑d:制造彈簧的鋼絲直徑。
?。?/SPAN>2）彈簧外徑D:彈簧的最大外徑。
?。?/SPAN>3）彈簧內(nèi)徑D1：彈簧的最小外徑。
?。?/SPAN>4）彈簧中徑D2：彈簧的平均直徑。它們的計算公式為：D2＝（D＋D1）÷2＝D1＋d＝D－d
（5）t:除支撐圈外，彈簧相鄰兩圈對應點在中徑上的軸向距離成為節(jié)距，用t表示。
?。?/SPAN>6）有效圈數(shù)n:彈簧能保持相同節(jié)距的圈數(shù)。
?。?/SPAN>7）支撐圈數(shù)n2：為了使彈簧在工作時受力均勻，保證軸線垂直端面、制造時，常將彈簧兩端并緊。并緊的圈數(shù)僅起支撐作用，稱為支撐圈。一般有1.5T、2T、2.5T，常用的是2T。
（8）總?cè)?shù)n1: 有效圈數(shù)與支撐圈的和。即n1=n+n2.
?。?/SPAN>9）自由高H0:彈簧在未受外力作用下的高度。由下式計算：H0=nt+(n2-0.5)d=nt+1.5d (n2=2時)
（10）彈簧展開長度L：繞制彈簧時所需鋼絲的長度。L≈n1 (ЛD2)2+n2 (壓簧) L=ЛD2 n+鉤部展開長度（拉簧）
?。?/SPAN>11）螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋，圖紙沒注明的一般用右旋。
(12) 彈簧旋繞比；中徑D與 鋼絲直徑d之比
（1）在平行螺旋彈簧線的視圖上，各圈的輪廓線畫成直線。
（2）有效圈數(shù)在4圈以上的彈簧，可只畫出其兩端1～2圈（不含支撐圈）。中間用通過彈簧鋼絲中心的點畫線連起來。
（3）在圖樣上，當彈簧的旋向不作規(guī)定時，螺旋彈簧一律畫成右旋，左旋彈簧也畫成右旋，但要注明“左”字。
大多數(shù)材料都有不同程度的彈性，如果將其彎曲，便會以很大的力量恢復其原形。在人類歷史上，一定很早就注意到樹苗和幼樹的樹枝有很大的撓性，因為許多原始文化利用這一特性，在特制的門后或籠子后楔上一根棍，或者用活結(jié)套在一根桿上向下拉；一旦松開張力，這根棍或桿就會往回彈。他們就用這種辦法來捕捉飛禽走獸。實際上，弓就是按這種方式利用幼樹彈性的彈簧；先向后拉弓，然后撒手，讓其回彈。中世紀時，這種想法開始出現(xiàn)在機械上，如紡織機、車床、鉆機、磨面機和鋸。操作者用手或腳踏板給出下壓沖程，將工作機械往下拉，這時用繩索固定在機械上的一根桿彈回，產(chǎn)生往復運動。
彈性材料的抗扭性不壓于它的抗撓性。希臘帝國時期 （大概是公元前4世紀）發(fā)明了用搓成的腱繩或毛繩拉緊的扭簧，用以代替簡單的彈簧來加強石弩和拋石機的威力。這時人們開始認識到，金屬比木頭、角質(zhì)或任何這類有機物質(zhì)的彈性更大。菲洛 （其寫作年代約為公元前200年）把它作為一項新發(fā)現(xiàn)來進行介紹。他估計讀者是難以置信的。凱爾特人和西班牙人的劍的彈性，引起了他的亞歷山大城的前輩的注意。為了弄清楚劍為什么有彈性，他們進行了許多實驗。結(jié)果他的師傅克特西比發(fā)明了拋石機，拋石機的彈簧是用彎曲的青銅板作成的——實際上是最早的片簧；菲洛本人又進一步改進了這些拋石機。富有創(chuàng)造性的克特西比在發(fā)明這種拋石機后，又想出了另一種拋石機—一它利用汽缸內(nèi)空氣在受壓的情況下產(chǎn)生的彈性工作。
在很久以后人們才想到：如果壓縮一根螺旋桿，而不是彎曲一根直桿，那么金屬彈簧儲存的能量就會更大。據(jù)伯魯涅列斯基的小傳記載，他制作過一口鬧鐘，其中使用了若干代彈簧。最近有人指出，在附有一些奇特的螺旋彈簧鐘表圖的15世紀末葉的一本機械手冊中有這架鬧鐘的圖樣。這類彈簧也用于現(xiàn)代的捕鼠器。帶圈簧 （水平壓縮而不是垂直壓縮的彈簧）的鐘表，在1460年左右肯定已開始使用了，但基本上是皇室的奢侈品，大約又過了1個世紀，帶彈簧的鐘表才成為中產(chǎn)階級人士的標志。
制作彈簧的主要材料有：優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼、有色金屬合金等。
我們知道，在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長（或收縮）跟外力成正比。利用彈簧這一性質(zhì)制成彈簧秤。
觀察各種電器開關(guān)會發(fā)現(xiàn)，開關(guān)的兩個觸頭中，必然有一個出頭裝有彈簧，以保證兩個出頭緊密接觸，是導通良好。如果接觸不良，接觸處的電阻變大，電流通過時產(chǎn)生的熱量變大，嚴重時還會是接觸處的金屬融化?？跓纛^的兩個金屬柱都裝有彈簧也是為了接觸良好；至于螺口燈頭的中心金屬片以及所有插座的接插金屬片都是簧片，其功能都是使雙方緊密接觸，以保持到同良好。在何時磁帶中，有一塊磷青銅的簧片，利用它彎曲形變時產(chǎn)生的彈力使磁頭與磁帶密切接觸。在訂書機中有一個長螺旋彈簧它的作用一方面是頂緊釘書釘，另一方面是當最前面的釘被推出后，可以將后面的釘送到最前面以備釘舒適推出，這樣，就能自動的將一個個釘推到最前面，直到釘全部推出為止。許多機器自動供料，自動步槍中的子彈自動上膛都靠彈簧的這種功能。此外，象夾衣服的夾子，圓珠筆，鋼筆套上的夾片都利用彈簧的緊壓功能夾在衣服上。
彈簧在外力作用下發(fā)生形變，撤去外力后，彈簧就能恢復狀態(tài)。很多工具和設(shè)備都是利用彈簧這一性質(zhì)來復位的。例如，許多建筑物大門的合頁上都裝了復位彈簧人們進出后，門會自動復位。人們還利用這一功能制成了自動傘、自動鉛筆等用品，十分方便。此外，各種按鈕和按鍵也少不了復位彈簧。
機械鐘表，發(fā)條玩具都是靠上緊發(fā)條帶動。當發(fā)條被上緊時發(fā)條產(chǎn)生彎曲形變，存儲一定的彈性勢能。釋放后，彈性勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，通過傳動裝置帶動轉(zhuǎn)動。在玩具槍和發(fā)令槍和軍用槍支也是利用彈簧的之一性質(zhì)工作的。
在機車汽車車架與車輪之間裝有彈簧，利用彈簧的彈性來減緩車輛的顛簸。
當空氣從口琴，手風琴中的簧孔中流動時，沖擊簧片，簧片震動發(fā)出聲音。
【名稱】：彈簧
【拼音】：tán huáng
【注音】：ㄊㄢˊ ㄏㄨㄤˊ
◎ 彈簧 tánhuáng
[spring] 用彈性材料制成的零件在外力作用下發(fā)生形變,除去外力后又恢復原狀
亦作“ 彈鐄 ”。利用材料的彈性作用制成的零件，在外力作用下能發(fā)生形變，除去外力后又恢復原狀?！独蠚堄斡洝返诎嘶兀?/SPAN>“ 子平 一路滾著，那薄冰一路破著，好像從有彈鐄的褥子上滾下來似的。” 老舍 《駱駝祥子》七：“他的腳似乎是兩個彈簧，幾乎是微一著地便彈了起來。” 柳青 《狠透鐵》九：“走步感到腳輕了，好像鞋底上安了彈簧。”