数千年来,弹簧一直在帮助世界运转。事实上,弹簧技术可以追溯到 “弓箭” 时代使用的非螺旋弹簧。
第一个螺旋弹簧由 R. Tradewell 于 1763 年发明,但直到 1857 年才开发出第一个钢制螺旋弹簧。选择 “线圈”作为名称是因为指的是圆柱形或螺旋形缠绕。第一个螺旋弹簧用于椅子座椅。自发明以来,弹簧用于各种设备、机械和技术。
大多数人都熟悉传统弹簧。当第一次听说波簧时,大家可能会认为这是一项创新产品。然而,波簧已存在几十年。
从手腕上智能手表等日常消费品到机器人手术器械等救生设备,波簧尺寸可能很小,但对我们周围世界产生深远影响。当波簧指定用于火星探测器时,波簧甚至影响到太空。
我们可以找到许多波簧应用,但第一个波簧应用在何处呢?
以往,制造商会在卡口连接器中使用冲压波形垫圈。冲压波形垫圈问题是必须保持严格负载容差。缺乏严格负载公差会导致联轴器扭矩出现问题。耦合扭矩变化太大,需要对冲压弹簧进行分类以找到可接受负载。
当第一个波簧开发出时,它迅速成为卡口连接器理想解决方案,因为波簧可以保持严格负载容差。波簧可以保持±1 0% 负载容差,而波形垫圈负载容差只能保持在 ± 30%。
图 1. 卡口连接器。卡口连接器中的单圈波簧。负载容限显着改善是由于弹簧制造方式。波簧是通过边缘缠绕或在边缘盘绕扁线制造,而波形垫圈是由扁平轧制钢板冲压而成,然后在冲压的圆圈中形成波状。
图 2. 边缘缠绕与冲压。边缘缠绕与冲压工艺比较。制造上差异导致波簧具有圆形晶粒冶金,因此增加了材料强度和稳定性。 Smalley 挡圈是通过边缘卷绕制造,如下图 3 所示。由于纹理遵循线圈方向,因此与冲压形状且纹理仅沿同一方向移动相比,提供了更好弹簧性能。
图 3. 边缘缠绕与冲压冶金。 边缘缠绕零件具有圆形晶粒冶金。卡口连接器制造商对波簧性能感到异常兴奋。短短几年,波簧颠覆了整个连接器市场。波簧至今仍普遍用于电气连接器!
那么我们现在知道第一个波簧应用在哪里,是谁发明了波簧。
Smalley在 1960 年代后期发明了波簧。让我们一起看波簧是如何演变的。
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