【第一期】弹簧叉入门

只拆不装

第一期 弹簧叉入门知识
本期会很枯燥，要看下去请做好心理准备。。。就讲下弹簧叉里的关键零件弹簧。仅仅从我自己的经验随便写，专门做弹簧的大神轻喷。主要目的还是普及知识。复杂的东西后面会出个进阶版

弹簧说简单非常简单，无非是弹性变形，基础物理告诉我们F=-k*x，其中F为弹簧力，k是弹性系数，x为变形量，所谓的虎克定理，负号是说明力的方向与压缩或者拉伸方向成正比，这个公式就是我们所谓的线性，具体可以看图，是根直线就叫线性么？我也不懂，我就知道这是个一次函数。。

这个含义很简单了，比如你压10mm需要20n的力，压20mm就需要40n的力，力和压缩量是个固定比例的。这个在叉子里面的好处就是，地面给你多少力你就会感觉到多少力，反馈很直接，不拖延，反正压缩弹簧多少就给你多少力。

但是有一点要注意，弹簧也有非线性的，这个在以后的进阶版本里讲

在这个公式里F和X没什么好研究的，F是结果，不用管，x是压缩的量，很简单，公式里最关键的是k，这个弹性系数真的不简单，取决于太多因素，这里我只能简单讲讲。

1.材料，就目前前叉里的材料，无非是钢和钛，两种材料特性大家在讨论车架的时候就已经有讨论，在这里不赘述，有个参数叫弹性模量。钛大致为钢的一半多点。从这个参数讲钛是不如钢的，通俗的说钛的弹性不如钢。钛的强处在于轻量和强度，还有耐腐蚀性。
在弹簧叉里，特别是大行程弹簧叉，弹簧占了很大的重量，减重是非常有意义的。
强度上说，其实钢也完全满足了，也没见过弹簧被弄断的。。。只是同样强度钢要重
腐蚀性上了油的钢簧基本也不是问题

2.弹簧的形状和尺寸
弹簧的形状尺寸简单说主要有3个值，外径，线宽，圈数。复杂的话参数太多了。。。这几个参数要详细说只能放到进阶版本了。对于弹簧来说，材料是个暗箱，没有一点办法，但是尺寸形状参数是可以非常精确测量的，所以我们可以通过这些参数来确定这个弹簧的力的大小。另由于弹簧材料假设是钢的话说到底只是含的元素的量的不同，差异在疲劳测试时会有所体现，但是真的从力的角度看，我觉得并不会相差很大，所以可以用一种材料的参数来定义弹簧所受到的力，准确程度偏差应该在可接受范围内，但是我不确定合金类材料会怎么，对于普通以钢为主材料的弹簧来说我觉得差异不会很大

3.制作弹簧的工艺
材料和形状尺寸定了以后，接下来的就是工艺，如何制造的问题了
简单的说目前的工艺有冷轧和热轧，冷轧就是冷钢轧制，热轧就是钢加热了轧制，工艺区别相当明显，具体的不同以后再说，只是从我们目前前叉里的弹簧来说，工艺上讲热轧的可能大。一方面成本低，另一方面尺寸精度要求不算很高。
讲工艺逃不过热处理这一环，这个热处理就不展开了，太高深，进阶版本也只能稍微说说

弹簧这个东西的基础大致就这样了，下面简单说下弹簧叉的结构
看图，先谢谢群里欧地尚远网上找的图，然后原理图从单车狂热截的，这里吐槽下xxxxto的论坛，把人家的东西搬来搬去打上自己的标有意思么，看到n次这样了。

先看原理图，蓝色的是外管(lowerleg)是上下运动的，黑色内管(stanchion)因为跟车架固定一起，所以看作不动的，外管(lowerleg)是和活塞(piston)底下连接住的， 请看下面那张实物图我画的那个黄点，就是螺丝之类的连接件。所以其实外管和活塞是个整体，是一起动的，内管不动，所以就压缩了弹簧，可能我表达比较差。。。大家多看几遍感觉感觉。。。

  
下面这个是实物的图纸，我们把他一一对照起来，画的有点惨了，绿色的是对应内管（stanchion）蓝色的是对应外管（lowerleg）和活塞(piston)我把他们当做一个整体，是用黄色的螺丝之类的连接起来的。基本上前叉都是这么连接。红色的自然是弹簧

然后我们再看下我拆过的xtc750叉子，只需要关注左边部分，大家努力一一对照起来，再配合原理图，多看几遍总能懂的。。。

  
参考文献
度娘
机械设计手册
单车狂热

零部件技术交流群 315687961

苦丁zjy

支持下，插楼，期待后续的，最好讲到弹簧擦和气叉