井下糾偏器中彈簧的設計計算

李嘉維

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

關鍵詞：糾偏器；壓縮彈簧；選型；設計計算

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生糾偏力，當糾偏完成后，需將活塞收回。有時液壓系統不穩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。因此彈簧的設計計算尤為重要。

1 彈簧設計要求

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

設計一糾偏器中使用的壓縮彈簧，根據其使用場合，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 彈簧主要參數的設計計算

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

3 結論

通過計算，設計出一款能夠給予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，應根據使用情況重新選型并選擇參數計算。

參考文獻：

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