第5章　多股螺旋弹簧

1　多股螺旋弹簧的结构、特性及用途

多股螺旋弹簧是由几股钢丝绕成钢索后卷制而成的螺旋弹簧，如图12-5-1所示。组成钢索的钢丝一般为2～7根。多股螺旋弹簧钢索中的各股钢丝，一般情况下相互接触不紧密，在初受载荷时多股螺旋弹簧相当于若干根单股螺旋弹簧各自发生变形。对于压缩弹簧，钢索与弹簧的旋向相反，随着载荷的增大，钢索越拧越紧。当载荷达到一定值P_K后，钢索被拧紧，刚度增大，在表示载荷与变形关系的特性线上出现折点A，同时由于变形时钢索中相邻钢丝间有摩擦力存在，因而多股螺旋弹簧的特性线如图12-5-2所示。

图12-5-1　多股螺旋弹簧外形及钢索结构

D₂—多股螺旋弹簧外径；D—多股螺旋弹簧中径；D₁—多股螺旋弹簧内径；d—钢丝直径；d_c—钢索外径；d₂—通过各钢丝中心圆的直径；β—钢索的拧角；t_c—钢索的索距；t—弹簧节距；H₀—自由高度

图12-5-2　多股螺旋弹簧特性线

在卸载过程中，多股螺旋弹簧所释放的力一部分用于克服钢丝间的摩擦力，使在卸载初期载荷降低而变形量并不发生变化，出现B至C的直线段。同时使刚度小于加载阶段。此时的载荷为P₀，并将P₀称之为开始恢复变形时对应的载荷。

由于多股螺旋弹簧所用钢丝比同等功能的单股螺旋弹簧所用钢丝细，材料强度高，同时多股螺旋弹簧在变形时各股钢丝间产生的接触压力引起的相互摩擦可以吸收能量，兼有缓冲作用，且多股螺旋弹簧每股钢丝的刚度都比同功能的单股螺旋弹簧小，在动载荷作用下寿命多有提高。因此多股螺旋弹簧常用于大口径自动武器如高射机枪和航空自动炮的复进簧，以及航空发动机的气门簧。