Federn sind eine Art Maschinenelement die durch Elastizität funktionieren. Sie bestehen im Allgemeinen aus Federstahl. Sie werden häufig in Maschinen und Instrumenten verwendet, um die Bewegung von Maschinenteilen zu steuern, Stöße oder Vibrationen zu dämpfen, Energie zu speichern und die Größe der Kraft zu messen.
Der Form nach gibt es hauptsächlich SpiralfedernSpiralfedern, Tellerfedern, usw. Seine Hauptfunktionen umfassen:
① Steuerung der Bewegung von Maschinenwie z. B. Ventilfedern in Verbrennungsmotoren und Steuerfedern in Kupplungen.
② Absorbieren von Vibrationen und Stoßenergiewie z. B. Pufferfedern unter Waggons und Eisenbahnwaggons, schwingungsdämpfende Federn in Kupplungen, usw.
③Speichern und Ausgeben von Energie als Stromr, wie Uhrenfedern, Federn in Schusswaffen usw.
④ Es wird als Kraftmesselement verwendetwie z.B. ein Kraftmessgerät, eine Feder in einer Federwaage, usw. Das Verhältnis von Belastung zu Verformung einer Feder wird als Federsteifigkeit bezeichnet, und je größer die Steifigkeit, desto härter ist die Feder.
Nach Angaben der Art der KraftFedern können unterteilt werden in Zugfedern, Druckfedern, Torsionsfedern und Biegefedern. Sie können unterteilt werden in Tellerfedern, Ringfedern, Tellerfedern, Spiralfedern, stumpfe Spiralfedern und Drehstabfedern entsprechend ihrer Form. Gewöhnliche zylindrische Federn werden aufgrund ihrer einfachen Herstellung und der Möglichkeit, sie je nach Belastungsbedingungen in verschiedenen Ausführungen herzustellen, sowie aufgrund ihrer einfachen Struktur am häufigsten verwendet.
Im Allgemeinen sollten die Werkstoffe für die Herstellung von Federn eine hohe Elastizitätsgrenze, Ermüdungsgrenze, Schlagzähigkeit und gute Wärmebehandlungseigenschaften aufweisen. Zu den gängigen Materialien gehören Kohlenstoff-Federstahl, legierter Federstahl, rostfreier Federstahl, Kupfer- und Nickellegierungen sowie Gummi.
Es gibt zwei Herstellungsverfahren für Federn: das Kaltwalzverfahren und das Warmwalzverfahren. Federdraht mit einem Durchmesser von weniger als 8 mm wird im Allgemeinen im Kaltwalzverfahren gewalzt, während Federn mit einem Durchmesser von mehr als 8 mm im Warmwalzverfahren gewalzt werden. Einige Federn müssen nach der Herstellung einer starken Druck- oder Kugelstrahlbehandlung unterzogen werden, wodurch die Tragfähigkeit der Feder verbessert werden kann.
Die Feder ist ein weit verbreitetes elastisches Bauteil in der mechanischen und elektronischen Industrie. Wenn eine Feder belastet wird, kann sie eine erhebliche elastische Verformung erzeugen, wobei mechanische Arbeit oder kinetische Energie in Verformungsenergie umgewandelt wird. Nach der Entlastung verschwindet die Verformung der Feder und kehrt in ihren ursprünglichen Zustand zurück, wobei die Verformungsenergie in mechanische Arbeit oder kinetische Energie umgewandelt wird.
Zu den Hauptfunktionen der Feder gehören: ① Kraftmessung, wie z. B. die Feder der Federwaage und des Messgeräts; ② Steuerbewegungen, wie z. B. Kupplungen, Bremsen und Ventilsteuerungsfedern; ③ Dämpfung und Pufferung, wie z. B. Puffer, Stoßdämpferfedern usw.; ④ Energiespeicherung oder -übertragung, wie z. B. Federn an Uhren, Instrumenten und automatischen Steuermechanismen.
Arten von Federn: Es gibt viele Arten von Federn, darunter Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern und Metalldrahtfedern.