弹簧触指原理与应用(弹簧触指的主要参数)
核心提示：弹簧触指研究1.普通弹簧刚度弹性模量是弹性材料最重要、最具特征的力学性能之一。它表示物体变形的容易程度。用E表示。定义为理想材料小变形时的应力与相应应变的比值。E以单位面积的力表示，单位为牛顿
弹簧接触研究
1.普通弹簧刚度
弹性模量是弹性材料最重要和最具特征的力学性能之一。它表示物体变形的容易程度。用E表示。定义为理想材料小变形时的应力与相应应变的比值。E以单位面积上的力表示，单位为N/m^2。模量的性质取决于变形的性质。剪切变形时的模量称为剪切模量，用G表示；压缩变形时的模量称为压缩模量，用K表示。模量的倒数称为柔量，用J表示。
拉伸试验中得到的屈服极限b和强度极限S反映了材料承受力的能力，而伸长率或截面收缩率则反映了材料收缩变形的能力。以表示材料抵抗内部变形的容易程度的弹性范围。在实际工程结构中，材料弹性模量E的意义通常体现在零件的刚度上。这是因为零件一旦按应力设计定型后，在弹性变形范围内的使用过程中，其刚度是通过载荷引起的变形量来判断的。
式中——应力引起的应变
F---应力
D---弹簧圈内径和外径的平均值
G——剪切弹性模量
d——弹簧直径
n---有效匝数
通常，引起单位应变的载荷被视为零件的刚度。弹簧刚度的单位是N/mm，因此可以简化为：刚度=(G*d4)/(8*n*D3)。串联弹簧刚度的计算公式为1/k=1/(k1)+1/(k2)，其中K为刚度。
为了提高零件的刚度E，即减少零件的弹性变形，可采用弹性模量高的材料，并可适当增大承载截面积。刚度的重要性在于它决定了零件在使用过程中的稳定性。细长构件和薄壁构件尤其重要。因此，对于构件的理论分析和设计计算，弹性模量E是经常使用的重要力学性能指标。
圆柱弹簧刚度的计算公式也可以简化为：
F'=GD/8C4n；
其中G——剪切弹性模量；
D——弹簧节圆直径；
C——绕组比，C=D/d；
d——弹簧丝直径
椭圆截面弹簧的卷绕比为C=(D/d)*(b/a)2，
在
D——椭圆环长轴节圆直径
a——椭圆圆长轴中半径
b——椭圆圆短轴中半径
d——弹簧丝直径
椭圆形截面弹簧的伸展长度为L=n1D2，其中
n1——弹簧总圈数
D——椭圆环长轴直径
2——长度修正系数，根据b/a从下表中选择：
2.弹簧触指
斜圈弹簧是一种圆钢丝弹簧，其钢丝线圈呈椭圆形且倾斜。当压缩时，每个线圈都会单独变形。无论线圈的哪一部分变形，整个弹簧都会做出反应。这导致每个接触点处的负载一致。
对于连接器，弹簧的端部将被焊接在一起以形成完整的环。在插座和插头设计中，弹簧可以放置在插座和插头中，以满足每个标准线圈尺寸的特定插入或拔出应力要求。凹槽内。当凸槽插入凹槽时，弹簧的斜圈在持续的弹簧应力作用下产生变形，并产生阻力，直至线圈与凹槽配合。此时，弹簧圈的负载和凹槽的设计会产生连续的弹簧应力，从而需要相应的拉拔力来断开两个部件。在微型连接器的卡扣上，径向斜圈弹簧具有两个关键功能，并且可以减少系统中的组件数量。
斜圈弹簧提供机械接头的双重功能，还可以维持公头和母头连接器之间的电路，从而最大限度地减少射频干扰，适用于具有更复杂互连设计的电子产品。简单、紧凑的安装型设计为军事、工业和商业应用中的互连设计提供了新的考验。电路的速度不断提高，而电子元件的尺寸却不断减小。因此，连接器需要在更小的空间内以更高的速度加工更多的信号，或者在更紧凑的空间中更多的触点，连接器的尺寸越小，其独特的弹性-变形曲线，宽广的工作范围-弹簧可以向上压缩至35%，弹性相对稳定，减少因温差、公差等偏差造成的磨损，每个弹簧圈均可独立发挥作用。
应力状态分析
应力与应变曲线
由于弹簧触指结构的特殊性，将普通弹簧的刚度评估转化为弹簧触指插入力（或应力应变）的评估。该指标的测试是在模拟工况下进行的：首先对弹簧触指进行测试。指施加力，然后观察其变形来评定弹簧的“软度”和“硬度”。该指标直接关系到高压开关分合是否顺畅。测试该指标需要一台测功机和一套模具来模拟弹簧触指的工作状态。由于技术保密，厂家目前没有提供更具体的检验计划。经过对接触系统的研究，提出以下三种检测方案：
1.将弹簧触指从焊接点断开，固定一端，将另一端连接至测功机。对测力计施加不同的力，记录每个力下的弹簧伸长量，并绘制应力应变曲线，然后选择最适合我们产品的弹簧触指；
2、模拟弹簧触指的工作状态，设计一套模具，如下图，在模拟导体的轴线上施加力F，使轴线下降到相同的高度H。不同刚度的触头要求不同力，从中选择适合我公司的产品；
3.用力转2或3圈，同时记录尺寸H的变化。可以得到一系列的力和相应的H。根据测量结果，可以选择最适合我公司的产品：
以上每种方法的关键都是通过积累数据来确定我们的数据库，并通过实验来确定哪些数据对我们来说是最合理的。
在使用中，弹簧圈的内径（或外径，取决于用途）更为关键。它直接与接触座或导电杆配合。匝数不是关键参数，因为弹簧触点的电阻一般为4至5微欧。高达7至8微欧姆。如果有100匝，则每匝的电阻为0.05微欧。一般来说，1到2圈的差异对性能影响不大。电阻、内（外）径、插入力（或应力应变）、化学成分和硬度是五个关键参数。
据一家公司介绍，铍青铜坚硬而坚固，他们已经用锆铜取代了它（ABB已经取代了它）。大家还应该考虑弹簧触指选择什么材料，并吸取别人的经验教训。