Spørgsmål:
Metalfjeder termisk ekspansion
Cggart
2015-08-28 18:44:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg forsøger at finde ud af, hvorfor et laserlayoutværktøj, jeg har, driver over tid. Det blev designet med en lille justeringsmekanisme, der er afhængig af en fjeder for at lægge pres på et omdrejningspunkt, der roterer hele laseren. En skrue bruges til at påføre og frigøre tryk på fjederen, hvorved laseren bevæger sig meget små mængder til venstre og højre.

Jeg får en afdrift i lasernes vandrette position på ca. 1/2 tomme ved 100 fod over løbet af flere timer. Jeg laver denne test om natten, og der er omkring en 15 graders Fahrenheit temperatur fra jeg starter testen til når den er færdig.

Jeg lavede en Sketch-Up-model af enheden og fastslog, at 5 mikron ændring i position (i slutningen af ​​omdrejningspunktet) er alt, hvad der kræves for at flytte laseren 1/2 tommer ved 100 fod.

Mit spørgsmål er det muligt, at min fjeder udvides og trækker sig sammen 5 mikron med en 15 graders temperaturændring?

Jeg er ikke ingeniør og leder efter nogle spekulationer bare for at udelukke eller udelukke den generelle mulighed.

Foråret ligner dette:

enter image description here

Hele fjederens diameter er ca. 1/4 tomme. Diameteren på den oprullede metaltråd er ca. 1/6 tomme. Fjederlængden er ca. 1/2 "ukomprimeret. Den består af ca. 8 sløjfer.

Jeg kender ikke metallet, det er lavet af, spekulation i forskellige scenarier vil være nyttigt, da jeg igen er bare forsøger at udelukke eller udelukke muligheden.

"diameteren af ​​den oprullede metaltråd er ca. 1/6 tomme" - mente du 1/16 "? Et billede eller diagram af din opsætning vil være nyttigt at påpege mulige kilder til drift. Lige nu gætter vi kun hvordan din opsætning ser ud.
Det ville være meget nyttigt, hvis du kunne sende et billede af den SketchUp, du lavede. Er du sikker på, at justeringsenheden afhænger af fjederen til justering? De fleste laserjusteringsanordninger (justerbare spejle, trin osv.) Bruger kun fjederen til at opretholde kontakten mellem den bevægelige del og et justerbart skruedrev. Under alle omstændigheder er 0,5 mrad ikke en usædvanlig stor termisk afdrift.
Kunne du kunstigt opvarme kilden (og det omkringliggende område) i en kortere periode for at fastslå, om det er termisk udvidelse af det afsnit, der forårsager problemet?
To svar:
Chuck
2015-08-29 17:26:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Forudsat at fjederen ikke er fuldt komprimeret / bundet ud, betyder det ikke rigtig, om fjedermaterialet ekspanderer eller ikke, fordi det er en fjeder - det vil deformere og udfylde mellemrummet mellem spolerne.

I stedet for at give en stigende afstand øger den kraften som foråret udøver på din omdrejningspunkt. Dette bør ikke være et problem, hvis du har justeringen låst fast med en stilleskrue eller lignende.

Hvad der kan ske, er, at afdriften ikke skyldes fjederen, men en anden del. Denne tabel giver nogle lineære ekspansionskoefficienter. Den metriske sides enheder kan læses som "mikron udvidelse pr. Meter oprindelig længde, pr. Grad Kelvin." mikroner. 0,5 cm i original længde, den udvider 0,11 mikron. Hvis temperaturstigningen var 8,3K, ca. 15F, ville en 0,5 cm skrue ekspandere ca. 0,9 mikron.

Jeg vil sige, at effekten, du ser, kan være termisk ekspansion, men jeg vil også kontrollere andre steder for drift, f.eks. ikke at låse indstillingen ned, efter at justeringen er foretaget.

user15771
2018-04-18 23:42:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ja, det er foråret, der vrides, når det trækker sig sammen og udvides på grund af temperaturen. Skift opsætningen, ingen anden løsning. Der kan være en eller to grunde, den ene er formen på fjederen ved en isotrop udvidelse, den anden er fordi fjederen er lavet af en lige ledning, det er muligvis ikke mere isotrop. Faktisk virker begge effekter sammen.



Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...