Зависимость рабочей нагрузки пружины от отклонений на ее геометрические размеры

Категория:
Пружины


Зависимость рабочей нагрузки пружины от отклонений на ее геометрические размеры

При изготовлении пружин отклонения, допускаемые от номинальных расчетных величин, устанавливаются на диаметр проволоки, на наружный или внутренний диаметр пружины, на их свободную высоту и на полное число витков.

В связи с тем, что пружины работают в области упругих деформаций, установление зависимости рабочей нагрузки от допускаемых отклонений на геометрические размеры пружин имеет большое производственное значение.

Овальность проволоки, согласно ГОСТу 9389—60, разрешается в пределах, не превышающих половины допускаемых отклонений по диаметру. Овальность проволоки по ГОСТу 1769—53 не должна выводить проволоку за пределы допускаемых отклонений по Диаметру.

Допускаемые отклонения по диаметру проволоки при расчете и изготовлении пружин имеют существенное значение. Если при расчете пружин эти отклонения на диаметр проволоки не принимались во внимание, возможен брак пружин по рабочим нагрузкам.

1. При изготовлении пружин А, навитых из проволоки 0 0,46 мм с временным сопротивлением разрыву 313 кГ/мм2, брак доходит до 4% вследствие необходимости приложения боль-щей силы для сжатия их до заданной на чертеже высоты, а при изготовлении пружин, навитых из проволоки 0 0,475 мм с точно таким же временным сопротивлением разрыву, брак доходит уже до 96%. Следовательно, в результате увеличения диаметра проволоки всего на 0,015 мм производственный брак резко возрастает, несмотря на то, что предел упругости при кручении проволоки 0 0,475 мм на 18% меньше предела упругости проволоки 0 0,46 мм.

2. При изготовлении пружин В, навитых из проволоки 0 0,70 мм, брак достигает 20%, так как у этих пружин осадка больше, а высота под заданной рабочей нагрузкой меньше допускаемой чертежом. Наоборот, пружины, навитые из проволоки 0 0,72, 0,73 и 0,74 мм, имеют осадку меньше (высота под рабочей нагрузкой будет больше) допускаемой техническими условиями, и процент брака возрастает с увеличением диаметра проволоки всего на 0,01 мм. Пружины, навитые из проволоки 0 0,71 мм, удовлетворяют всем заданным требованиям. Механические свойства данных проволок практически были примерно одинаковыми.

Аналогичное явление наблюдается и при навивке пружин группы С из проволоки 0 1,0; 1,01; 1,03 мм. Пружины, навитые из проволоки 0 1,01 мм, вполне удовлетворяют заданным требованиям; 16% пружин, навитых из проволоки 0 1,0 мм, имеют осадку под рабочей нагрузкой больше допустимой, а все пружины, навитые из проволоки 0 1,03 мм, оказываются негодными, так как осадка у них под рабочей нагрузкой меньше заданной по чертежу. Следовательно, и в этом случае из-за увеличения диаметра проволоки всего на 0,01 мм резко ухудшается качество пружины.

Рис. 1. Зависимость рабочей нагрузки пружины от допускаемого отклонения в 0,1 мм на средний диаметр пружины

Испытания опытных партий пружин, имеющих одинаковые свободную высоту и число рабочих витков, но разные наружные диаметры в пределах заданных допусков, свидетельствуют о том, что чем больше наружный диаметр пружины, тем она слабее, и наоборот. Это является подтверждением ранее сделанного вывода, что конструктор должен проверить геометрические размеры пружины, учитывая влияние допускаемых отклонений от номинальных размеров по наружному или внутреннему диаметру. При этом надо принимать во внимание, что допуски на другие параметры пружины и на диаметр проволоки будут накладываться на отклонения рабочей нагрузки от влияния допусков на диаметр пружины.

Влияние допусков для свободной высоты пружины на рабочую нагрузку

Допускаемые отклонения от номинальных размеров свободной высоты пружины оказывают заметное влияние на рабочую нагрузку. Из опытной партии пружин, изготовленных из высококачественной углеродистой проволоки и рассортированных по размерам, были отобраны для испытания пружины с одинаковыми наружными диаметрами и числом рабочих витков, но с разными свободными высотами в пределах заданных допусков. Из таблицы видно, что пружины, изготовленные из одной и той же проволоки и различающиеся только по свободной высоте, требуют с увеличением свободной высоты приложения большей нагрузки для достижения заданной высоты под этой нагрузкой. Можно утверждать, что чем больше свободная высота пружины сжатия при одинаковых числе рабочих витков и наружном диаметре, тем она сильнее, и наоборот.

Следовательно, при расчете пружины необходимо уделять серьезное внимание определению размера ее свободной высоты и назначению допускаемых отклонений по высоте от ее номинальных размеров. Поэтому после назначения всех размеров пружины необходимо производить проверочный расчет ее с учетом допускаемых отклонений.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум