新颖的弹簧

2019-07-05 07:57
农村青少年科学探究 2019年4期
关键词:惰性气体橡胶弹簧

我们平时所使用的弹簧大多是用弹簧钢制成的,随着工业发展的需要,人们又研制成功各种新颖的弹簧,使弹簧家族增加了不少新成员。

陶瓷弹簧

日本使用锆开发精密陶瓷,已经成功制造出陶瓷弹簧。这种陶瓷弹簧在机械强度、耐热和耐腐蚀方面的性能都非常优越。这种陶瓷弹簧的弯曲强度为每平方厘米十吨,在900℃的高温下仍可使用,远高于金属弹簧耐受的400℃左右的温度。因此这种陶瓷弹簧用在高温和容易腐蚀的设备上是非常理想的。

橡胶弹簧

我们知道,弹簧一般都是金属制造的。可是,在国外除了金属弹簧外,还广泛使用橡胶制成的弹簧。

橡胶弹簧除具有金属弹簧良好的减振、隔音和缓冲效果外,还具有一些特殊的性能。首先,橡胶弹簧的形状和尺寸可以自由选择,容易满足多向刚度和强度的要求;第二,有较好的阻尼性能,能大大减少高频振动和噪音;第三,橡胶弹簧有一定的冲击刚度,有利于减少冲击变形;第四,橡胶弹簧的使用寿命比金属弹簧长得多。

石墨弹簧

日本最近研究成功了一种新型的弹簧——石墨弹簧,并已投入大量的生产。这种弹簧与金属弹簧相比,能感应微小的力,不会产生“疲劳”,而且耐腐蚀。由于石墨的比重小,是铁的七分之一,因而自重导致的延伸也极小。石墨弹簧在惰性气体中,无论是在1000℃~1500℃的高温下,还是在超低温下其功能均能得到充分发挥,而且能耐强酸、强碱和放射性。

那么石墨弹簧是怎样生产的呢?首先将平均直径2微米的石墨与氯化聚乙烯树脂混合在一起,重量比为4:6;然后将其拉伸成平均直径为0.1毫米~2毫米的线材,加工成螺旋状弹簧,然后在空气中进行150℃~300℃的加热处理,再在1000℃的氮气等惰性气体中烧固,使树脂成分碳化,最后放置在2500℃的高温氩气中制成石墨螺旋弹簧成品。

石墨弹簧可用于测量仪器、核燃料支撑等特殊领域。如果在惰性气体中给这种弹簧通过电流,则可作为电阻发热体,产生1000℃~2000℃的高温,放出热和白色光,它有着广阔的应用前景。

空气弹簧

现在人们已经成功研究出一种新型弹簧,它的材料不是钢材,而是空气,这种弹簧叫做空气弹簧。

空气弹簧其实就是一个密封的容器中贮有压缩空气,利用空气的压缩性能来实现弹簧的作用。

空气弹簧和金属弹簧相比较具有许多优良性能。首先,空气弹簧的刚度可以根据不同的需要来选择;第二,空气弹簧的工作高度在任何载荷下可以保持一定;第三,特性曲线可以根据工作要求而设计;第四,可以适应各种载荷的需要,能同时接受轴向和径向载荷的力,也能转递扭矩。

目前空气弹簧已广泛应用在航空、船舶、矿山、冶金以及其他行业。

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