CN107401569A - 一种弹簧 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弹簧，尤其是一种折叠升降桌工作站用弹簧，所述弹簧为变节距弹簧，折叠升降桌工作站包括工作站桌面(1)、工作站上支撑脚(2)、工作站下支撑脚(3)和升降装置，所述升降装置连接所述工作站上支撑脚(2)和工作站下支撑脚(3)，所述工作站桌面(1)固定在所述工作站上支撑脚(2)上，所述升降装置包括主支撑杆(4)、副支撑杆(5)以及设置在上支撑脚的变节距弹簧和下支撑脚的弹性元件(6)，所述主支撑杆(4)和副支撑杆(5)呈交叉设置并于交叉位置处铰接固定，本发明具有结构简单，使用效果好，上升过程平稳等特点。

Description

一种弹簧
技术领域
本发明涉及一种弹簧，尤其是一种折叠升降桌工作站用弹簧。
背景技术
目前现有的升降桌一般分为自动升降桌和非自动升降桌。
自动升降桌一般是以电为动力来源，通过电动机控制机械装置来调节升降桌的高低，也可以通过压缩机控制气压棒或液压棒来调节升降桌的高度。优点：用电量很小、样式稳固美观、可升降范围大。此类桌有单柱及双柱形式，升降方式有遥控及手控两种。缺点：成本较高，其主要升降依赖电动等升降系统，需要外接电源，升降系统的好坏决定其使用寿命。
现有市场上现有的非自动升降桌，它是自动升降桌的简化，它省去了电动机或压缩机，通过人力来调节机械装置、液压棒、气压棒，其优点是成本较低，现有的非自动升降桌一般依靠弹簧来实现升降。但升降桌从最低位置上升的过程中，最低位置时弹簧需要提供的力最大，在上升过程中所需要的弹力逐渐减小。而如果弹簧弹力恒定，则会出现要么最低位置上升时弹力不足，需要人为辅助升起；要么弹力过大，则会出现桌面快速抬升，实际使用效果不佳。现有技术中使用拉簧的非自动升降桌存在同样的缺点。
发明内容
针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供一种变节距弹簧，使得折叠升降桌工作站上升过程平稳，上升速度基本恒定。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种弹簧，所述弹簧为变节距弹簧，所述弹簧的制造方法如下：
1、成型工序，将弹簧钢成型为变节距弹簧，其中，弹簧总长总圈数33，弹簧钢丝直径为2.3mm±0.02mm，弹簧外圈直径为第一节距处总长为41mm±0.5mm，有效圈数为10，第二节距在40mm±0.5mm内的有效圈数为5；
2、热处理工序，将成型的变节距弹簧300度保温20分钟，并在空气中自然冷却至室温；
3、检测工序，将热处理后的弹簧压缩至123mm时，弹簧弹力值应为169N±10％；将热处理后的弹簧压缩至97mm时，弹簧弹力值应为327N±10％；
4、将检测合格的弹簧进行电镀处理，防止生锈。
一种折叠升降桌工作站，包括工作站桌面、工作站上支撑脚、工作站下支撑脚和升降装置，所述升降装置连接所述工作站上支撑脚和工作站下支撑脚，所述工作站桌面固定在所述工作站上支撑脚上，所述升降装置包括主支撑杆、副支撑杆以及设置在上支撑脚的变节距弹簧和下支撑脚的弹性元件，所述主支撑杆和副支撑杆呈交叉设置并于交叉位置处铰接固定；其特征在于：变节距弹簧采用如权利要求1所述的变节距弹簧。
所述工作站上支撑脚上设置有导轨，所述主支撑杆的一端为主滑动端并与工作站上支撑脚的导轨呈滑动连接，所述主支撑杆另一端为主固定端并铰接固定在工作站下支撑脚上；
所述副支撑杆一端为副固定端并铰接固定在工作站上支撑脚上，所述副支撑杆的另一端为副滑动端并滑动连接在工作站下支撑脚上。
所述工作站上支撑脚的导轨两端分别设有固定片和固定板，所述固定片与固定板之间设有与导轨呈平行设置的滑动仓，所述变节距弹簧设在滑动仓内；主滑动端上还设置有顶片，顶片位于滑动仓内并与变节距弹簧位于相同的径向轴线上，变节距弹簧的一端与固定片连接，变节距弹簧的另一端在压缩时与顶片接触，工作站桌面位于最高位置时，变节距弹簧与顶片不接触。
所述变节距弹簧中靠近顶片处的弹性系数小于靠近固定片处的弹性系数。
所述工作站下支撑脚包括底壁和至少一个侧壁；所述侧壁上设置滑槽，所述滑槽的滑动方向与导轨滑动方向一致；还包括可由滑槽外侧穿过滑槽并与滑槽匹配并可沿着滑槽滑动的螺栓，所述螺栓和所述副滑动端连接；所述副滑动端连接于弹性部件的一端，所述弹性部件的另一端固定在工作站下支撑脚上。
所述主支撑杆的主固定端连接工作站下支撑脚的侧壁外侧，副支撑杆的副固定端连接在工作站下支撑脚的侧壁内侧。
所述导轨上设置若干卡槽或卡齿；所述工作站上支撑脚上设置扳手，所述扳手还连接有一根卡条，卡条上设置与所述导轨上的卡槽或卡齿相匹配的卡齿或卡槽。
所述升降装置为两套，对称设置在工作站桌面下方，两侧主滑动端之间设置有横杆，横杆可以通过焊接、螺栓连接、铆接的方式与两侧主滑动端连接。
所述升降装置还包括辅助支撑杆，所述辅助支撑杆设置在主支撑杆和副支撑杆交叉位置处，所述辅助支撑杆一端铰接于交叉位置处，辅助支撑杆另一端铰接于工作站上支撑脚。
一种折叠升降桌工作站疲劳测试方法，对折叠升降桌工作站垂直施加90-95公斤的压力，使其降低到最低位置，然后撤掉压力，在折叠升降桌工作站自动升起后重新施加90-95公斤的压力，每分钟测试14-16次，循环测试20万次后，按照检测工序重新测量所述弹簧的弹力值，使其弹力值不超过原始弹力值的3％。
本发明中变节距弹簧具有以下优点：
1、通过设置在上支撑脚的变节距弹簧和下支撑脚的弹性元件的组合，使得本发明中的折叠升降桌工作站在抬升过程中，基本保持速度恒定，不会出现无法抬升，需要人力辅助，或者快速抬升，使用效果不佳的情况。
2、通过设置在主支撑杆和副支撑杆交叉位置处的辅助支撑杆，使得折叠升降桌工作站在升降过程中更容易保持稳定，同时使得工作站桌面在最高位置处稳定性更强。
3、将变节距弹簧设置在滑动仓内，可以减少弹簧工作过程中的噪音。
4、横杆将两个互相无关联的主滑动端连接在一起，达到滑动同步的效果，增加升降桌上升或下降的稳定性。
综上，本发明具有结构简单，使用效果好，上升过程平稳等特点。
附图说明
图1为本发明实施例中变节距弹簧整体结构示意图；
图2为本发明折叠升降桌工作站实施例结构示意图；
图3为本发明折叠升降桌工作站实施例去掉桌面结构示意图；
图4为本发明实施例下支撑脚结构示意图；
图5为本发明折叠升降桌工作站实施例侧视结构示意图；
图6为本发明实施例滑动仓结构示意图；
图7为本发明实施例辅助支撑杆结构示意图。
附图标记说明：1-工作站桌面，2-工作站上支撑脚，3-工作站下支撑脚，4-主支撑杆，5-副支撑杆，6-弹性部件，7-滑槽，8-扳手，9-导轨，10-滑动杆，13-螺栓，14-第一弹性部件，15-横杆，16-顶片，17-滑动仓，23-固定片，24-固定板，31-底壁，32-侧壁，91-卡槽。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例提供了一种变节距弹簧，如附图1所示，变节距弹簧的制造方法如下：
1、成型工序，将弹簧钢成型为变节距弹簧，其中，弹簧总长总圈数33，弹簧钢丝直径为2.3mm±0.02mm，弹簧外圈直径为第一节距处总长为41mm±0.5mm，有效圈数为10，第二节距在40mm±0.5mm内的有效圈数为5；
2、热处理工序，将成型的变节距弹簧300度保温20分钟，并在空气中自然冷却至室温；
3、检测工序，将热处理后的弹簧压缩至123mm时，弹簧弹力值一应为169N±10％；将热处理后的弹簧压缩至97mm时，弹簧弹力值一应为327N±10％；
4、将检测合格的弹簧进行电镀处理，防止生锈。
变节距弹簧应用于一种折叠升降桌工作站中，如附图2所示，包括工作站桌面1，工作站上支撑脚2，工作站下支撑脚3和升降装置，升降装置连接工作站上支撑脚2和工作站下支撑脚3，工作站桌面1覆盖固定在工作站上支撑脚2上，升降装置包括主支撑杆4和副支撑杆5，主支撑杆4和副支撑杆5交叉设置，主支撑杆4和副支撑杆5各自的中点为交叉点并通过螺钉固定。
如附图3所示，工作站上支撑脚2上平行设置有一个固定片23和一个固定板24，固定片23和固定板24之间设置有导轨9，固定片23和固定板24之间设有与导轨9呈平行设置的滑动仓17；如附图5所示，滑动仓17内设置有第一弹性部件14，主滑动端上还设置有顶片16，顶片16位于滑动仓内并与第一弹性部件位于相同的径向轴线上。第一弹性部件14的一端与固定片23连接，第一弹性部件14在压缩时其另一端与顶片16接触，工作站桌面1位于最高位置时，第一弹性部件14与顶片16不接触。
主支撑杆4一端为主固定端并铰接固定在工作站下支撑脚3的端部，主支撑杆4的另一端为主滑动端并滑动连接在工作站上支撑脚2的导轨9上，副支撑杆5一端为副固定端并铰接固定在工作站上支撑脚2的端部，副支撑杆5的另一端为副滑动端并滑动连接在工作站下支撑脚3上。
主滑动端之间设置有横杆15，横杆15可以通过焊接、螺栓连接、铆接等方式与两侧主滑动端连接，由于升降桌一般带有两个工作站上支撑脚2，每个工作站上支撑脚2均设置有主滑动端；在工作站工作时，两个互相无关联的主滑动端在各自的工作站上支撑脚上2滑动，横杆15将两个互相无关联的主滑动端连接在一起，达到滑动同步的效果，增加升降桌上升或下降的稳定性。
工作站上支撑脚2和工作站下支撑脚3由角钢构成，主支撑杆4和副支撑杆5由条形钢片构成，如附图4所示，工作站下支撑脚3包括一个底壁31和一个侧壁32。
如附图6所示，主滑动端可以是一个滑动块，滑动块开有滑动槽，滑动槽与导轨9贴合并沿着导轨9滑动，主滑动端可使主支撑杆4沿着工作站上支撑脚2滑动。导轨9的上表面设置若干卡槽91，工作站上支撑脚2上设置扳手8，扳手8上连接齿条，齿条上设置与卡槽91相等数量的卡齿，卡齿与卡槽91互相配合。
扳手8带动齿条后将卡齿卡入卡槽91内，造成导轨9表面凹凸不平，可使沿着导轨9滑动的主滑动端被固定在导轨9上的某个位置，从而使得主滑动端在导轨9上稳定不滑动，进而保证整个折叠升降工作站处于稳定状态。
当翻转扳手8时，扳手8带动齿条后将卡齿退出卡槽91，导轨9表面变光滑无阻，主滑动端可以沿着导轨9继续滑动。
作为优选，第一弹性部件是各段弹性系数不同的一根弹簧。具体而言，如附图1所示，第一弹性部件14为变节距弹簧。变节距弹簧中靠近顶片16处的弹性系数小于靠近固定片23处的弹性系数。
同时，附图7中，在主支撑杆4和副支撑杆5的交叉位置，连接有辅助支撑杆18，辅助支撑杆18一端铰接于交叉位置处，辅助支撑杆另一端铰接于工作站上支撑脚2。
本实施例中升降工作站的工作原理如下：工作站桌面1下降时，主支撑杆4的主滑动端向后滑动，在经历一段空行程后，第一弹性部件14受顶片16的顶压开始工作，并压缩死点后停止，此时工作站桌面1到达最低点，在工作站桌面1下降过程中，拉簧6始终处于拉伸状态，并在工作站桌面1到达最低点时，达到最大拉伸状态，扳动扳手8，使工作站桌面1锁定在当前位置。反之工作站桌面1上升时，由于变节距弹簧的作用，使得上升阶段初期，第一弹性部件14可以提供较大的弹力，则在第一弹性部件14和拉簧6的共同作用下，升降工作站可以克服上升阶段初期的较大阻力，实现无需人力辅助即可实现抬升；而在上升阶段中后期，变节距弹簧提供的弹力降低，而同时由于抬升阻力的降低，使工作站桌面1仍然可以保持相对稳定的抬升速度，而不会造成快速抬升，工作站桌面1达到最高点时，第一弹性部件14恢复到初始状态，挤压顶片16推动主滑动端回到原位。
一种折叠升降桌工作站疲劳测试方法，对折叠升降桌工作站垂直施加90-95公斤的压力，使其降低到最低位置，然后撤掉压力，在折叠升降桌工作站自动升起后重新施加90-95公斤的压力，每分钟测试14-16次，循环测试20万次后，将弹簧压缩至123mm时，测量弹簧弹力值三；将弹簧压缩至97mm时，测量弹簧弹力值四，弹簧弹力值三不超过弹簧弹力值一的3％，弹簧弹力值四不超过弹簧弹力值二的3％。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种弹簧，所述弹簧为变节距弹簧，所述弹簧的制造方法如下：
1)成型工序，将弹簧钢成型为变节距弹簧，其中，弹簧总长总圈数33，弹簧钢丝直径为2.3mm±0.02mm，弹簧外圈直径为第一节距处总长为41mm±0.5mm，有效圈数为10，第二节距在40mm±0.5mm内的有效圈数为5；
2)热处理工序，将成型的变节距弹簧300度保温20分钟，并在空气中自然冷却至室温；
3)检测工序，将热处理后的弹簧压缩至123mm时，弹簧弹力值应为169N±10％；将热处理后的弹簧压缩至97mm时，弹簧弹力值应为327N±10％；
4)将检测合格的弹簧进行电镀处理，防止生锈。
2.一种折叠升降桌工作站，包括工作站桌面(1)、工作站上支撑脚(2)、工作站下支撑脚(3)和升降装置，所述升降装置连接所述工作站上支撑脚(2)和工作站下支撑脚(3)，所述工作站桌面(1)固定在所述工作站上支撑脚(2)上，所述升降装置包括主支撑杆(4)、副支撑杆(5)以及设置在上支撑脚的第一弹性部件(14)和下支撑脚的弹性元件(6)，所述主支撑杆(4)和副支撑杆(5)呈交叉设置并于交叉位置处铰接固定；其特征在于：第一弹性部件(14)采用如权利要求1所述的变节距弹簧。
3.根据权利要求2所述的折叠升降桌工作站，其特征在于：所述工作站上支撑脚(2)上设置有导轨(9)，所述主支撑杆(4)的一端为主滑动端并与工作站上支撑脚(2)的导轨(9)呈滑动连接，所述主支撑杆(4)另一端为主固定端并铰接固定在工作站下支撑脚(3)上；
所述副支撑杆(5)一端为副固定端并铰接固定在工作站上支撑脚(2)上，所述副支撑杆(5)的另一端为副滑动端并滑动连接在工作站下支撑脚(3)上。
4.根据权利要求3所述的折叠升降桌工作站，其特征在于：所述工作站上支撑脚(2)的导轨(9)两端分别设有固定片(23)和固定板(24)，所述固定片与固定板之间设有与导轨(9)呈平行设置的滑动仓(17)，所述变节距弹簧设在滑动仓(17)内；主滑动端(42)上还设置有顶片(16)，顶片(16)位于滑动仓(17)内并与变节距弹簧位于相同的径向轴线上，变节距弹簧的一端与固定片(23)连接，变节距弹簧的另一端在压缩时与顶片(16)接触，工作站桌面(1)位于最高位置时，变节距弹簧与顶片(16)不接触。
5.根据权利要求4所述的折叠升降桌工作站，其特征在于：所述变节距弹簧中靠近顶片(16)处的弹性系数小于靠近固定片(23)处的弹性系数。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的折叠升降桌工作站，其特征在于：所述工作站下支撑脚(3)包括底壁(31)和至少一个侧壁(32)；所述侧壁(32)上设置滑槽(7)，所述滑槽(7)的滑动方向与导轨(9)滑动方向一致；还包括可由滑槽(7)外侧穿过滑槽并与滑槽匹配并可沿着滑槽滑动的螺栓(13)，所述螺栓(13)和所述副滑动端(52)连接；所述副滑动端(52)连接于弹性部件(6)的一端，所述弹性部件(6)的另一端固定在工作站下支撑脚(3)上。
7.根据权利要求2-5中任一项所述的折叠升降桌工作站，其特征在于：所述主支撑杆(4)的主固定端连接工作站下支撑脚(3)的侧壁(32)外侧，副支撑杆(5)的副固定端连接在工作站下支撑脚(3)的侧壁(32)内侧。
8.根据权利要求2-5中任一项所述的折叠升降桌工作站，其特征在于：所述导轨(9)上设置若干卡槽(91)或卡齿；所述工作站上支撑脚(2)上设置扳手(8)，所述扳手(8)还连接有一根卡条，卡条上设置与所述导轨(9)上的卡槽(91)或卡齿相匹配的卡齿或卡槽。
9.根据权利要求2-5中任一项所述的折叠升降桌工作站，其特征在于：所述升降装置为两套，对称设置在工作站桌面(1)下方，两侧主滑动端(42)之间设置有横杆(15)，横杆(15)可以通过焊接、螺栓连接、铆接的方式与两侧主滑动端(42)连接。
10.根据权利要求2-5中任一项所述的折叠升降桌工作站，其特征在于：所述升降装置还包括辅助支撑杆(18)，所述辅助支撑杆(18)设置在主支撑杆(4)和副支撑杆(5)交叉位置处，所述辅助支撑杆一端铰接于交叉位置处，辅助支撑杆另一端铰接于工作站上支撑脚(2)。
11.一种折叠升降桌工作站疲劳测试方法，所述折叠升降桌工作站为权利要求2-9中任一项所述的折叠升降桌工作站，所述的折叠升降桌工作站采用权利要求1所述的变节距弹簧，其特征在于：对折叠升降桌工作站垂直施加90-95公斤的压力，使其降低到最低位置，然后撤掉压力，在折叠升降桌工作站自动升起后重新施加90-95公斤的压力，每分钟测试14-16次，循环测试20万次后，按照检测工序重新测量所述弹簧的弹力值，使其弹力值不超过原始弹力值的3％。
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