井下糾偏器中彈簧的設(shè)計計算

李嘉維

摘 要：本文根據(jù)井下糾偏器的需要，擬定糾偏器中彈簧的設(shè)計要求，進行選型和設(shè)計計算，最終設(shè)計出一款符合使用要求的圓柱壓縮彈簧。

關(guān)鍵詞：糾偏器；壓縮彈簧；選型；設(shè)計計算

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.179

0 導言

在井下糾偏器中液壓缸產(chǎn)生糾偏力，當糾偏完成后，需將活塞收回。有時液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定或零件老化銹蝕時，活塞可能無法按時收回，則需要在其內(nèi)部安裝一個彈簧，為其增加一個外力，使其能夠收回，不影響后期井下工作。因此彈簧的設(shè)計計算尤為重要。

1 彈簧設(shè)計要求

彈簧是一種彈性元件，它可以在載荷作用下產(chǎn)生較大的彈性形變，在各類機械中使用廣泛。根據(jù)彈簧所受力的不同，彈簧可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧、彎曲彈簧。根據(jù)使用場合為液壓缸，故采用圓柱彈簧，又因其需要為液壓缸缸內(nèi)活塞提供回復力，故需要設(shè)計一壓縮彈簧。

設(shè)計一糾偏器中使用的壓縮彈簧，根據(jù)其使用場合，該彈簧在一般條件下工作，無特殊使用要求。該彈簧在工作時要求其產(chǎn)生200N的彈簧力，且受安裝空間限制，彈簧外徑小于32mm。

2 彈簧主要參數(shù)的設(shè)計計算

根據(jù)工作條件，該彈簧可以按照第三類彈簧設(shè)計，現(xiàn)以碳素彈簧鋼絲C級為力進行設(shè)計計算。根據(jù)其使用場合，該彈簧鋼絲直徑不宜過大，初選2mm計算，根據(jù)下面表1中選σB=1860MPa，[τ]=0.5×σB=930MPa。

3 結(jié)論

通過計算，設(shè)計出一款能夠給予200N的圓柱壓縮彈簧，該彈簧中徑為12mm，圈數(shù)為12圈，適合安裝于井下糾偏器的液壓缸中，可提供回復力，完成液壓缸活塞桿的工作。但本設(shè)計計算只適用于300mm直徑、俯角為45度的斜井，相對于其他應用場合，應根據(jù)使用情況重新選型并選擇參數(shù)計算。

參考文獻：

[1]濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計（第八版）[M].北京：高等教育出版社， 2006（05）.

[2]許賢良，王傳禮，張軍等.液壓傳動（第二版）[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011.