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塑料彈簧的研制和發展

  • 作者:小益
  • 發布時間:2020-10-07 10:59:30
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核心提示:  由于塑料彈簧具有鋼制彈簧難以取代的優點,因此美、英、日等國競相開展研制,取得了不少研制成果,有些已投入實際應用。它的發展大體經歷了三個階段?! ?970年以前為原理性實驗探索階段。在這一階段,發表的應

  由于塑料彈簧具有鋼制彈簧難以取代的優點,因此美、英、日等國競相開展研制,取得了不少研制成果,有些已投入實際應用。它的發展大體經歷了三個階段。

  1970年以前為原理性實驗探索階段。在這一階段,發表的應用理論分析文章和階段性研制報告比較多。在此期間,由于適合于工程應用的熱固性塑料尚處在早期發展階段,工程塑料彈簧的研制遇到許多問題,如材料的耐溫性差、硬度低不耐磨、價格高、難以制成廣泛的螺旋彈簧,加之設計程序,加工設備和工藝參數都遇到一些有待解決的新問題,因而延緩了塑料彈簧向實際應用的進程。

  1980年以前為實用化研制階段。在這一階段,由于塑料工業的發展,耐溫、耐磨和價格合理的纖維增強塑料(FRP=Fiberglass Rein—forced Plastics)研制成功,加之汽車設計向小型化和輕型化方向發展,特別是石油危機以來,為了減輕汽車配件重量,節約燃料,汽車廠商積極開展塑料板簧的研制,促進了塑料彈簧向實際應用的發展。在這一階段的突出研制成果是FRP板簧在美國投入實際應用。

  1980年至今為實際應用穩定發展階段。繼美國之后,英國納鐵福復合公司(GKN COM—Posites)在Telford新廠內建成了年產五十萬套FRP板簧生產線,1985年已開始大量生產,在西歐居于領先地位。用熱塑性塑料注射成型的一體化彈簧組件(將塑料彈簧和塑料零件制作成一體)已投放市場應用??傊?,今年來塑料彈簧投入實際應用的數量和范圍都在穩步發展。

  使用材料

  目前,塑料彈簧主要使用熱固性塑料,特別是熱固性纖維增強塑料,也有使用熱塑性塑料的,但數量不多。

  從使用角度考慮,對彈簧材料性能的主要要求是:(1)變形能V值要大(即彈簧模量E值要?。?。(2)強度,特別是疲勞強度要大。(3)容易加工成型。用于制作彈簧的熱固性和熱塑性能否滿足以上要求呢?

  1.   關于變形能

  熱固性纖維增強塑料的V值比一般金屬都大,可與彈簧鋼相比

  2.   關于塑料的強度和疲勞強度

  以環氧樹脂為膠粘劑的熱固性塑料的抗拉強度σь很容易超過400N/mm?。一般熱固性塑料與玻璃纖維增強塑料(GFRP)的疲勞強度之比為0.25—0.35,而與碳素纖維增強塑料(CFRP)的疲勞強度之比為0.5。

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