如何测试压缩弹簧的使用寿命|压缩弹簧
一次样本选择
在制备试样时,应注意消除一些影响疲劳强度的异常因素。影响弹簧疲劳强度试验的因素有两类:一类是内部因素,如化学成分、金相组织等;另一类是外部因素,如表面状态、形状尺寸、温度、周围介质等。一般都是以材料固有的疲劳强度(内部因素)为依据,考虑外部因素进行修正。因此,在试验过程中,试件应尽量消除外界因素的影响。进行第一类试验时,可根据使用条件制备试样,也可直接从产品上取样。第二类和第三类试验则应根据具体要求取样。
A.试件尺寸弹簧的尺寸总是不同的,因此即使在相同的变形量下,它们之间的应力和疲劳强度也不完全相同。 为了准确反映试件的疲劳强度,应在减少尺寸误差的基础上提高尺寸的测量精度。
1)试样尺寸的测量精度应大于0.5%,当材料尺寸小于2mm时,其精度应为0.01mm,若0.5%的试样尺寸小于0.01mm,则精度为0.01mm。
2)测量圆形截面尺寸(如外径D2、弹簧丝径d)时,应测量同一截面上互相垂直的两个直径,取平均值作为直径。
3)根据弹簧剪应力计算公式:
可以看出,为了反映最大剪应力,应测量弹簧D/D的最大值。
B. 样品形状
1)为保证弹簧受力后不产生偏载荷,应严格检查弹簧两端面的平行度及弹簧整体的垂直度。
2)为保证弹簧受载后变形均匀,弹簧节距应均匀,且弹簧不应有过大的椭圆度。
3)为便于试验结果的比较,同一批弹簧的端部圈数、结构应尽量一致。
C.不同的加工、热处理状态对疲劳强度的影响不同。因此,同一批试样应同时加工、同时热处理。
1)同一批样品尽量采用自动卷簧机加工,尽量减少人工操作。
2)用静置或强压处理来调整弹簧的自由高度时,可能因载荷过大而降低疲劳强度,因此弹簧试样不宜用静置或强压处理来调整。
3)同一批弹簧试件应由同一卷钢丝制成,表面状况应一致。 不应有引起应力集中的缺陷,如锈蚀、划痕和划痕。
4)热处理工艺对疲劳强度也有很大影响,即使完全淬火与不完全淬火后的低温回火硬度完全相同,疲劳强度也有明显差异,晶粒过大、表面脱碳都会降低疲劳强度。因此,应将同一批试样在同一炉内进行热处理。
2.弹簧寿命试验
(1)为避免弹簧力发生偏心,安装时应将弹簧力放在弹簧支架上,保证弹簧两端面平接触。
(2)调整试件具有相同的安装变形量和相同的最大变形量。
(3)确定SN曲线时,可从最大疲劳极限起减去载荷应力(可参考已有的弹簧疲劳数据),间距可按1.02~1.5的比例进行。
(4)试验过程中,为保证载荷尽量稳定,应进行试验、调整,但时间应短。不能超载。
(5)当应力单位为MPa时,有效数字应四舍五入到小数点后一位。
疲劳寿命
1)确定弹簧疲劳寿命时,试验时可选用的循环次数N为1×10、2×10、5×10、1×10、2×10、5×10、1×10、2×l07作为参考疲劳寿命。
2) 除非特殊情况,试验一般在动作次数达到1×10时停止,不得中断。
3) 一般情况下,以试验弹簧的断裂次数作为疲劳寿命,但也有的情况是以试样裂纹的次数作为疲劳寿命。
4)动作次数的记录,一般以l0n为单位,有效次数为3倍或3倍以上,如2.75×l06。
测试机器操作
1)试验机启动应平稳、无冲击。
2)除共振型疲劳试验机外,在达到运转速度或停止运转的过程中,有时可能会经过共振点。为了防止共振引起的过大应力,设置了防止共振的装置。
3)同一批号的样品应以同一转速进行测试。
4)试验应从开始至结束连续进行,当发生故障或其他原因需停止操作时,应在记录中详细记录。
压缩弹簧
在制备试样时,应注意消除一些影响疲劳强度的异常因素。影响弹簧疲劳强度试验的因素有两类:一类是内部因素,如化学成分、金相组织等;另一类是外部因素,如表面状态、形状尺寸、温度、周围介质等。一般都是以材料固有的疲劳强度(内部因素)为依据,考虑外部因素进行修正。因此,在试验过程中,试件应尽量消除外界因素的影响。进行第一类试验时,可根据使用条件制备试样,也可直接从产品上取样。第二类和第三类试验则应根据具体要求取样。
A.试件尺寸弹簧的尺寸总是不同的,因此即使在相同的变形量下,它们之间的应力和疲劳强度也不完全相同。 为了准确反映试件的疲劳强度,应在减少尺寸误差的基础上提高尺寸的测量精度。
1)试样尺寸的测量精度应大于0.5%,当材料尺寸小于2mm时,其精度应为0.01mm,若0.5%的试样尺寸小于0.01mm,则精度为0.01mm。
2)测量圆形截面尺寸(如外径D2、弹簧丝径d)时,应测量同一截面上互相垂直的两个直径,取平均值作为直径。
3)根据弹簧剪应力计算公式:
可以看出,为了反映最大剪应力,应测量弹簧D/D的最大值。
B. 样品形状
1)为保证弹簧受力后不产生偏载荷,应严格检查弹簧两端面的平行度及弹簧整体的垂直度。
2)为保证弹簧受载后变形均匀,弹簧节距应均匀,且弹簧不应有过大的椭圆度。
3)为便于试验结果的比较,同一批弹簧的端部圈数、结构应尽量一致。
C.不同的加工、热处理状态对疲劳强度的影响不同。因此,同一批试样应同时加工、同时热处理。
1)同一批样品尽量采用自动卷簧机加工,尽量减少人工操作。
2)用静置或强压处理来调整弹簧的自由高度时,可能因载荷过大而降低疲劳强度,因此弹簧试样不宜用静置或强压处理来调整。
3)同一批弹簧试件应由同一卷钢丝制成,表面状况应一致。 不应有引起应力集中的缺陷,如锈蚀、划痕和划痕。
4)热处理工艺对疲劳强度也有很大影响,即使完全淬火与不完全淬火后的低温回火硬度完全相同,疲劳强度也有明显差异,晶粒过大、表面脱碳都会降低疲劳强度。因此,应将同一批试样在同一炉内进行热处理。
2.弹簧寿命试验
(1)为避免弹簧力发生偏心,安装时应将弹簧力放在弹簧支架上,保证弹簧两端面平接触。
(2)调整试件具有相同的安装变形量和相同的最大变形量。
(3)确定SN曲线时,可从最大疲劳极限起减去载荷应力(可参考已有的弹簧疲劳数据),间距可按1.02~1.5的比例进行。
(4)试验过程中,为保证载荷尽量稳定,应进行试验、调整,但时间应短。不能超载。
(5)当应力单位为MPa时,有效数字应四舍五入到小数点后一位。
疲劳寿命
1)确定弹簧疲劳寿命时,试验时可选用的循环次数N为1×10、2×10、5×10、1×10、2×10、5×10、1×10、2×l07作为参考疲劳寿命。
2) 除非特殊情况,试验一般在动作次数达到1×10时停止,不得中断。
3) 一般情况下,以试验弹簧的断裂次数作为疲劳寿命,但也有的情况是以试样裂纹的次数作为疲劳寿命。
4)动作次数的记录,一般以l0n为单位,有效次数为3倍或3倍以上,如2.75×l06。
测试机器操作
1)试验机启动应平稳、无冲击。
2)除共振型疲劳试验机外,在达到运转速度或停止运转的过程中,有时可能会经过共振点。为了防止共振引起的过大应力,设置了防止共振的装置。
3)同一批号的样品应以同一转速进行测试。
4)试验应从开始至结束连续进行,当发生故障或其他原因需停止操作时,应在记录中详细记录。
压缩弹簧