旋转接头重要的弹性元件-圆柱螺旋压缩弹簧(一)

弹性元件是旋转接头密封的重要元件之一，常用弹性元件的种类：弹簧和波纹管，他们的作用下：

（1）   给摩擦副一定的压紧力（预顶力），保证密封面的贴合，以使摩擦副在低压下启动运转及停车时构成良好的密封。

（2）   是缓冲冲元件，可以补偿空心轴的跳动及加工误差而引起的摩擦面不贴合。

（3）   摩擦面磨损时，推动摩擦环作为轴向移动，使摩擦面继续保持紧密贴合。

旋转接头中使用的弹簧多为圆柱螺旋压缩弹簧。

弹簧的设计应该考虑密封机构在运行的整个过程弹力不能改变很大。因为摩擦副环磨损时，弹簧伸长，张力减小，端面比压减小。所以，密封和弹簧的结构应保证在密封工作周期（寿命）的整个过程中（直到补偿环磨损到不能使用的拟定尺寸为止），摩擦副内单位压力的改变不超过10～20%。

圆柱螺旋压缩弹簧有大弹簧和小弹簧之分。小弹簧只在H型旋转接头中得到应用，它是采用了多个小弹簧多结构形式。旋转接头中普遍采用的是大弹簧。

设计圆柱螺旋压缩弹簧时注意下面几点：

（一） 弹簧的端面结构

一半为接触并紧型，通常每端并紧3/4～1 1/4圈，有时为1～2圈，两端并紧位置应当互相错开并磨平。弹簧材料直径大时取小值，反之取大值。端面与弹簧轴线必须垂直，因为端部的歪斜会造成摩擦副的偏磨（单边磨损）和挠曲。

（二）弹簧直径

弹簧的中径D₂为弹簧的公称直径，其值应尽量符号下表的系列值，并应严格控制外径或内径的偏差，其偏差值可由国家标准查出。为了保证有足够的空间，应该考虑弹簧受载荷后簧圈的增大，其增大值可按下近似公式计算。

当两端面与支撑座可以由回转而摩擦力比较小时，中径的增大值∆D₂与中径D₂的比为

                                                                      ∆D₂            t2-0.8td-0.2d2

—— =  0.10————————

                       D₂                    D₂

式中 D₂——弹簧中径（mm）；

       T ——弹簧的节距（mm）

       D——弹簧的材料直径（mm）

（三）弹簧的旋绕比（弹簧指数）

旋绕比C值越小，曲率越大，卷制困难，工作时弹簧材料截面内侧切应力大于平均应力越多，弹簧的刚度也越大：C值越大，则相反。