史煥義

（天津市河北區(qū)日光里，天津 300142）

在鑄造行業(yè)回砂系統中，鑄型用振動輸送機、振動輸送落砂機、振動篩砂機和振動沸騰砂冷卻機均可能采用單質體慣性式振動系統。早期的單質體慣性式振動系統，采用標準的圓柱螺旋壓縮彈簧支撐振動質體。彈簧與底架、質體之間用心軸定位；心軸限制了彈簧與底架、質體之間的徑向移動，軸向移動則無限制。該振動系統在停機過程中，振動頻率通過共振點時，振幅放大。當放大的振幅大于彈簧在質體重力作用下的靜變形時，便會產生質體跳離的現象。質體跳離現象在回砂系統的振動設備中是普遍存在的。為了減小跳離，采用了橡膠彈簧或圓柱螺旋橡膠復合彈簧。由于橡膠彈簧、復合彈簧的阻尼較圓柱螺旋彈簧的阻尼大，停機過程減幅快，所以停機過程有所縮短；由于橡膠彈簧和復合彈簧的兩端沒有錨固，停機過共振點時仍有跳離現象出現。

1 兩端錨固的圓柱螺旋彈簧在單質體慣性式振動設備上的應用

消除單質體慣性式振動系統的停機過程中的跳離現象，為什么沒有采用能承受拉、壓力的兩端錨固的圓柱螺旋彈簧呢？常見的兩端錨固的圓柱螺旋彈簧，其錨固圈按照“圓鋼彎小鉤”或“圓鋼彎鉤環(huán)”標準設計，（如圖1所示）.其內徑D 較小，受力較小時尚可，所以只應用于彈性連桿振動系統。彈性連桿振動系統的最大振幅不大于15mm，停機過程中，振幅基本不變；傳遞給錨固圈及其聯接處的負荷較小，彈簧可以承受，不會折斷。但是，由于彈簧錨固圈的直徑小、錨固面積小，長期使用會產生松動，影響振動。回砂系統的單質體慣性式振動設備，停機時的最大振幅可能大于30mm，跳離時會更大；彈簧受力也大。若用上述彈簧支承質體，在錨固圈與工作圈的聯接處會折斷。改進兩端錨固的圓柱螺旋彈簧，使之能承受大振幅而不折斷，應用于單質體慣性式振動系統，是行業(yè)希望的（圖2）.

圖1 只用于彈性連桿振動系統

圖2 可用于單質體慣性式振動系統

查機械設計手冊中“圓柱螺旋壓縮彈簧計算表”，其中列出的圓柱螺旋彈簧的最小內徑應當看做是可以承受振動負荷的最小內徑。

符合“扁鋼、圓鋼彎曲的推薦尺寸”中的“圓鋼彎小鉤”、“圓鋼彎鉤環(huán)”和“圓柱螺旋壓縮彈簧計算表”三種圓鋼彎曲內徑列表如表1（只列出常用四種圓鋼）。

表1 三種圓鋼彎曲內徑列表（mm）

從表1可以看出“圓鋼彎鉤環(huán)”、“圓鋼彎小鉤”的彎曲內徑D 較之圓柱螺旋彈簧的最小內徑要小，超出了彈簧允許規(guī)范。以這樣的規(guī)范設計的彈簧，其錨固圈承受較大負荷時易發(fā)生折斷現象。

以圓柱螺旋彈簧的最小內徑為錨固圈及之與工作圈聯結處的彎曲內徑；并且振動系統的彈簧產生最大變形時，傳遞給錨固圈及之聯結處的負荷應在“圓柱螺旋壓縮彈簧計算表”的允許范圍之內。這樣，錨固圈及之與工作圈的聯結處就安全可靠了。為了獲得較好的彈簧剛度，工作圈只要不與錨固圈發(fā)生干涉就可以，即工作圈中徑D2＞D+3d（圖2）.另外，錨固結構也有改進：錨固用的心軸與底架或質體是一體的，其中心有螺孔；壓蓋有中心孔；螺栓穿過壓蓋中心孔，擰入心軸的螺孔，壓緊彈簧的錨固圈。

2 結 語

這樣設計的彈簧已經使用多年，結構可靠、效果良好。應用這樣的彈簧，青島五洋鑄機制造了S4512B篩砂機，停機平穩(wěn)，無跳離；天津三和鐵制品公司輸送砂型用單質體慣性式振動輸送機，不僅停機平穩(wěn)、無跳離，還承受了落料沖擊引發(fā)的約50mm彈簧變形；青島五洋鑄機制造的彈性連桿式振動輸送機更沒問題。此彈簧長期使用，未發(fā)現錨固松動。此彈簧的造價較之橡膠彈簧、復合彈簧低很多；實為成本低、功能好的彈簧。