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弹簧的用途

来源: 发布日期: 2010-10-20 16:17:44 点击次数: 1599

        大多数材料都有不同程度的弹性,如果将其弯曲,便会以很大的力量恢复其原形。在人类历史上,一定很早就注意到树苗和幼树的树枝有很大的挠性,因为许多原始文化利用这一特性,在特制的门后或笼子后楔上一根棍,或者用活结套在一根杆上向下拉;一旦松开张力,这根棍或杆就会往回弹。他们就用这种办法来捕捉飞禽走兽。实际上,弓就是按这种方式利用幼树弹性的卡簧;先向后拉弓,然后撒手,让其回弹。中世纪时,这种想法开始出现在机械上,如纺织机、车床、钻机、磨面机和锯。操作者用手或脚踏板给出下压冲程,将工作机械往下拉,这时用绳索固定在机械上的一根杆弹回,产生往复运动。

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        弹性材料的抗扭性不压于它的抗挠性。希腊帝国时期发明了用搓成的腱绳或毛绳拉紧的扭簧,用以代替简单的卡簧来加强石弩和抛石机的威力。这时人们开始认识到,金属比木头、角质或任何这类有机物质的弹性更大。菲洛把它作为一项新发现来进行介绍。他估计读者是难以置信的。凯尔特人和西班牙人的剑的弹性,引起了他的亚历山大城的前辈的注意。为了弄清楚剑为什么有弹性,他们进行了许多实验。结果他的师傅克特西比发明了抛石机,抛石机的卡簧是用弯曲的青铜板作成的——实际上是最早的片簧;菲洛本人又进一步改进了这些抛石机。富有创造性的克特西比在发明这种抛石机后,又想出了另一种抛石机—一它利用汽缸内空气在受压的情况下产生的弹性工作。

        在很久以后人们才想到:如果压缩一根螺旋杆,而不是弯曲一根直杆,那么金属卡簧储存的能量就会更大。据伯鲁涅列斯基的小传记载,他制作过一口闹钟,其中使用了若干代卡簧。最近有人指出,在附有一些奇特的螺旋卡簧钟表图的15世纪末叶的一本机械手册中有这架闹钟的图样。这类卡簧也用于现代的捕鼠器。带圈簧的钟表,在1460年左右肯定已开始使用了,但基本上是皇室的奢侈品,大约又过了1个世纪,带卡簧的钟表才成为中产阶级人士的标志。

       制作卡簧的主要材料有:优质碳素钢、合金钢、有色金属合金等。

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