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片簧

板簧是最古老、最坚固的弹簧设计之一。它们既可用于车辆制造，也可用于一般机械工程。它们的主要任务是吸收载荷、储存机械能、抑制振动和引导运动部件。

1. 结构和构造

板簧由多条叠加弯曲的钢条（即所谓的弹簧片）组成。

• 最长的弹簧片称为主弹簧片，通常在两端有用于固定的孔眼。

• 下面较短的弹簧片称为次弹簧片或附加弹簧片，用于加强弹簧效果。

• 所有叶片都通过中心螺栓相互连接，通常还用夹子或夹具固定。

根据设计的不同，片簧可以只有一片叶子（如抛物线弹簧），也可以由多片叶子叠加而成（多片弹簧）。

2. 工作原理

片簧根据弹性变形原理工作。
在载荷作用下，弹簧片弹性弯曲并储存机械能。
释放载荷时，弹簧片恢复原状并再次释放储存的能量。

在多片弹簧的情况下，单片弹簧之间的摩擦也会产生一定的阻尼，从而减少振动并稳定系统。

3. 材料

板簧主要由高强度弹簧钢制成。
其特点是

• 高弹性

• 高疲劳强度

• 良好的抗断裂和抗疲劳性能

现代设计还可采用纤维复合材料（如玻璃纤维增强塑料），以减轻重量并降低易腐蚀性。

4. 结构类型

• 多片弹簧
  经典、坚固的设计，多片叠加。非常坚固。

• 抛物线弹簧
  一个或两个抛物线截面的弹簧片。重量更轻，摩擦更小，乘坐更舒适。

• 半椭圆形片簧
  最常见的设计，弯曲如半椭圆形。

• 全椭圆形片簧
  两个相对的半椭圆。目前很少使用。

5. 应用领域

车辆制造：

• 卡车、货车、越野车

• 皮卡车

• 拖车

• 农业和建筑机械

• 老式汽车

机械工程：

• 骨料弹性支架

• 夹紧和固定装置

• 压力机和冲床的恢复元件

• 机器框架的振动隔离

• 安全和过载保护系统

• 阀门、襟翼和节流系统

• 精密导向和挠性机构

6. 板簧在机械工程中的应用

板簧在机械工程中用作弹性功能元件，可完成各种任务：

a) 弹性安装和支撑
用于部件的弹性安装，例如

• 电机和装置悬挂

• 补偿尺寸公差

• 热长度变化

可实现无间隙的可控屈服。

b) 受力和夹紧装置

板簧可用作

• 预紧元件

• 复位元件

• 蓄力器

例如： 夹紧爪

• 夹紧爪

• 压紧装置

• 机床中的复位装置

c) 减振和减震

用于

• 输送系统

• 机床框架

• 过载保护机制

它们可降低振动幅度，延长机器的使用寿命。

d) 导向和定位元件（挠性机构）

在精密机床中

• 无间隙平行导轨

• 旋转轴承

• 精细定位系统

优点
无摩擦、无间隙、无需润滑。

e) 安全和过载保护系统
用作

• 机械安全元件

• 过载离合器

• 紧急支撑

它们可限制作用力并防止结构损坏。

f) 阀门技术和折叠机构
具有复位和保持功能：

• 安全阀

• 蝶阀

• 弹簧式空气和流体系统

7. 优势

• 极高的负载能力

• 设计简单、坚固

• 设计紧凑，力大

• 可定义的弹簧特性

• 集成阻尼（用于多片弹簧）

• 维护成本低

• 可实现无间隙运动（在机械工程中）

• 制造成本低

8. 缺点

• 比螺旋弹簧重

• 乘坐舒适性较差

• 易腐蚀

• 摩擦会产生噪音

• 高速行驶时车轮导向不够精确

9. 概述

板簧是车辆和机械工程中用途广泛且经久耐用的悬挂元件。
它们承担着吸收载荷、阻尼、力存储、运动控制和回位的任务。

在车辆制造中，它们特别适用于高负载，而在机械工程中，它们则用作蓄力器、恢复元件、阻尼元件、精密导向装置和安全元件。

尽管有现代化的替代产品，但由于其坚固性、可靠性和成本效益，板簧在当今的技术领域中仍然占有重要地位。

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