Arcuri din oțel inoxidabil sunt componente esențiale în mașinile de precizie, iar „Arcul de tensiune de torsiune” reprezintă un design unic în cadrul acestei familii. Pentru a-i aprecia valoarea, este esențial să îl comparați cu „Arc de prelungire” și „Arc de torsiune” convențional.
1. Diferența de bază: modul de încărcare și principiul de funcționare
1.1 Arc de extensie
- Mod de operare: Arcul de prelungire este un tipic încărcat axial componentă. Funcționează prin rezistență forta de tractiune şi alungindu-se de-a lungul direcţiei sale axiale.
- Stare de stres: La care este supus corpul principal al arcului (bobinele). efort de tracțiune , care decurg din materialul deformare de forfecare .
- Stocarea energiei: Stochează energia sub formă de deformare de forfecare energy .
- Caracteristici: Bobinele sunt de obicei înfășurate strâns, dând naștere unui parametru critic— Tensiune inițială — care stochează energie înainte ca forța externă să fie aplicată.
1.2 Arc de torsiune
- Mod de operare: Arcul de torsiune este tipic încărcat radial/circumferenţial componentă. Funcționează prin rezistență a Cuplu și rotindu-se în jurul axei sale centrale.
- Stare de stres: La care este supus corpul principal al arcului (bobinele). stres de încovoiere , nu efortul de forfecare sau de tracțiune.
- Stocarea energiei: Stochează energia sub formă de energie de deformare la încovoiere .
- Caracteristici: Echipat de obicei cu brațe sau capete modelate pentru transmisia cuplului. Performanța este definită de Rigiditatea la torsiune ($k_t$) .
1.3 Arc de tensiune de torsiune din oțel inoxidabil
- Mod de operare: Arcul de tensiune de torsiune este o componentă cu încărcare compusă, care posedă funcționalitate dublă. Poate rezista simultan sau separat forță de întindere axială şi cuplul radial .
- Stare de stres: Bobinele sunt supuse simultan la efort de forfecare (tensiune) și stres de încovoiere (torsiune).
- Stocarea energiei: Capabil să le stocheze pe ambele deformare de forfecare energy şi energie de deformare la încovoiere .
- Avantaj profesional: Acest design unic îi permite să atingă doua functii într-o singură componentă, simplificând în mod semnificativ proiectarea mecanică și asamblarea.
2. Distincție profesională în design și parametri de performanță
2.1 Diferențele în calculul rigidității
| Tip arc | Parametru cheie de rigiditate | Definiția rigidității |
| Arc de prelungire | Rigiditate de extensie | Forța necesară per unitate de extensie (N/mm) |
| Arc de torsiune | Rigiditate la torsiune | Cuplu required per unit of rotational angle (N·mm/deg) |
| Arc de tensiune de torsiune | Rigiditate dublă | Posedă atât caracteristici de rigiditate de extensie, cât și de torsiune |
Pentru un arc de tensiune de torsiune, proiectantul trebuie să calculeze și să echilibreze în mod independent cele două valori de rigiditate pentru a satisface cerințele mișcării compuse, cum ar fi mecanismele de legătură de precizie.
2.2 Concentrarea stresului și viața oboseală
- Arc de extensie: Concentrarea tensiunilor are loc în principal la punctul de conectare cu cârlig/bucla, o locație comună pentru defecțiunea prin oboseală.
- Arc de torsiune: Concentrarea tensiunilor apare în zona de tranziție dintre brațul de capăt și bobinele principale.
- Arc de tensiune de torsiune: Datorită încărcării compuse, este analiza stresului este cea mai complexă . Se confruntă cu tensiuni suprapuse de tensiune și torsiune, necesită oțel inoxidabil de înaltă rezistență și procese avansate de reducere a tensiunilor.
3. Material din oțel inoxidabil și aplicații complexe
3.1 Drivere pentru selectarea materialelor
- Medii corozive: Oțelul inoxidabil (de exemplu, AISI 304, 316) oferă excelent rezistenta la coroziune , esențial pentru echipamentele medicale, marine și de prelucrare a alimentelor.
- Stabilitatea temperaturii: Menține rezistența ridicată și modulul de elasticitate la temperaturi ridicate, asigurând o performanță stabilă.
- Cerințe non-magnetice: Clasele specifice de oțel inoxidabil (austenitic) prezintă proprietăți scăzute sau nemagnetice, potrivite pentru dispozitivele electronice sensibile.
3.2 Valoarea de aplicare a compusului
Arcul de tensionare de torsiune din oțel inoxidabil este indispensabil în domeniile care necesită o integrare ridicată și versatilitate funcțională:
- Brațe și prinderi robotizate de precizie: Oferă simultan forță de tracțiune pentru prindere și cuplu pentru mișcarea unghiulară.
- Mecanisme de balamale: Sisteme care necesită atât o forță de tracțiune de retur, cât și un cuplu de poziționare unghiulară.
- Supape și sisteme de amortizare: Oferă atât forță de etanșare la tracțiune, cât și forță de antrenare de torsiune pentru resetarea componentelor.
