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剪板机碟形弹簧应该用什么材料?

227 2023-07-29 18:05

一、剪板机碟形弹簧应该用什么材料?

60Si2MnA材料。

60Si2MnA钢是一种应用广泛的硅锰弹簧钢,强度、弹性和淬透性较55Si2Mn稍高。60Si2MnA的化学成分与60Si2Mn基本相同,只是成分波动范围更窄,如硅含量wsi由1.5%~2.0%变为1.6%~2.0%,硫、磷含量由不大于0.035%降为不大于0.030%(质量分数),所以钢质更洁净,性能亦更好。经870℃油淬,440℃回火后σs≥1375MPa,σb≥1570MPa,δ10≥5,ψ≥20,强度比60Si2Mn要明显好(60Si2Mn:σs≥1180MPa,σb≥1275MPa)。60Si2MnA和60Si2Mn这两种钢的优点是工艺性能稳定,力学性能优良,特别是抗松弛性能好(主要是硅含量高的作用),所以日本已经大量使用SUP7(含量wsi为1.8%~2.20%)制造各种高工作应力的重要弹簧。另外,因化学成分简单,价格比较便宜,所以获得广泛应用,用量极大。其不足之处是:①淬透性不高,所以一般不用来制造大尺寸弹簧。生产的钢材主要羡激是热轧圆钢、扁钢、板材,冷拉圆钢、方钢,以及钢丝衡凳等;②易出现脱碳和石墨化,所以热加工和热处理时应加倍注意。60Si2MnA钢的化学成分(质量分数,%):碳C:0.56~0.64;硅Si:1.60~2.00;锰Mn:0.70~1.00;硫S:≤0.025;磷P:≤0.025;铬Cr:≤0.35;镍Ni:≤0.35;铜Cu:≤0.25。60Si2MnA钢的力学性能咐派旅:抗拉强度σb (MPa):≥1570;屈服强度σs (MPa):≥1375;伸长率δ10 (%):≥5;断面收缩率ψ(%):≥20;硬度:热轧,≤321HB;冷拉+热处理,≤321HB。

二、(2014?马鞍山二模)如图所示,质量均为m的物体B.C分别于轻质弹簧的两端栓接,将它们放在倾角为30°的光

(1)对B,由平衡条件,有:mgsinθ=kx0,

解得:k=

mg

2x0

(2)设A与B一起做简谐运动在平衡位置时弹簧的压缩量为x1,则有:

 2mgsinθ=kx1,

设A与B第一次运动到最高点弹簧的伸长量为x2,则由题意有:

 mgsinθ=kx2,

所以此简谐运动的振幅A=x1+x2

解得:A=3x0,

(3)设物体A释放时A与B之间距离为x,A与B碰撞前物体A速度的大小为v1,则有:

  mgxsinθ=

1

2

m

v

2

1

,得v1=

gx

设A与B相碰后两物体共同的速度为v2,对A与B发生碰撞的过程,有:mv1=2mv2,得:v2=

1

2

v1 

物体B静止时弹簧的形变量并蠢为绝胡陪x0,设弹性势能为Ep,从A、B开始压缩弹簧到弹簧第一次恢复原长的过程,有:

 

1

2

?2m

v

2

2

+EP=

1

2

?2mv2+2mgx0sinθ

当弹簧第一次恢复原长时A、B恰好分离,设分离后物体A还能沿斜面上升的距离为x3.

对物体A,从与B分离到最高点的过程,有:

 

1

2

mv2=mgx3sinθ

解得:x3=1.5x0;

对物体B、C和弹簧所组成的系统,物体B运动到最高点时速度为0,物体C恰好做扒离开挡板D,此时弹簧的伸长量也为x0,弹簧的弹性势能也为EP.从A、B分离到B运动到最高点的过程,有 

1

2

mv2=mgx0sinθ+Ep;解得:

物体A第一次运动达到的最高点与开始静止释放点之间的距离 d=x-x0-x1;

联立以上各式解得:d=6.5x0;

答:

(1)弹簧的劲度系数k是

mg

2x0

(2)此简谐运动的振幅是3x0;

(3)相碰后A第一次运动达到的最高点与开始静止释放点之间的距离是6.5x0.

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