|
|
|
Усталостные испытания пружин (Ижевский государственный технический университет С.А. Шиляев, Т.Р. Меджитов, С.Р. Аллаяров) |
|
|
Предел выносливости изменяется в зависимости
от коэффициента асимметрии
(или
) и зависит от марки стали,
сечения прутка, термической обработки и качества поверхности пружины. Качество поверхности, как известно,
характеризуется физико-техническими свойствами поверхностного слоя и чистотой
поверхности.
Предел выносливости для
стальных изделий, в том числе для пружин, обычно определяется при базе
испытания N=107 циклов.
Однако испытания при такой базе требуют много времени. Для пружин можно ограничить
ее меньшим числом циклов и определить предел условной или ограниченной
выносливости, тем более, что частота смены
напряжений при эксплуатации пружин невелика и на выносливость практически не
влияет.
Результаты испытаний на
выносливость представляются графиком зависимости числа циклов от
максимального напряжения цикла (кривая Велера) и амплитуды от среднего
напряжения цикла (кривая предельных напряжений).
Испытания пружин на
динамическую нагрузку можно разделить на три вида:
1.
Испытания на
многократно-повторную нагрузку;
2.
Испытания на ударную
нагрузку;
3.
Специальные
испытания.
Испытания на
многократно-повторную нагрузку в производстве пружин применяют очень широко.
Им подвергают пружины ограниченно-кратного динамического действия
(операционные пружины в механизмах), многократного и неограниченно-кратного
действия (клапанные пружины), при этом нагрузка при испытаниях может быть как
переменной – плавно прилагаемой, так и импульсной.
При соблюдении
определенных условий испытания приближаются к реальной работе пружин. Этот
метод может быть рекомендован в качестве основного при контрольном испытании
и при приемке для пружин клапанов двигателей внутреннего сгорания и им
подобных. Кроме того, для приближения условий стендовых испытаний при
многократно-повторном нагружении пружины к эксплуатационным,
используются механизмы автоматического поддержания постоянной статической
нагрузки [4].
Приложение многократно-переменных нагрузок позволяет
одновременно испытывать пружины на усталость. Этот метод с успехом может быть
применен взамен длительного нагружения со значительным сокращением времени
испытания.
В Ижевском механическом
институте были созданы три разновидности стендов [3] для испытания цилиндрических
пружин на многократно-повторную нагрузку со значительным диапазоном
геометрических и силовых характеристик.
1. Стенд на основе
кривошипно-кулисного механизма
2. Стенд на основе
кривошипно-шатунного механизма с регулируемой длиной шатуна
3. Стенд на основе
кривошипно-эксцентрикового механизма
Кроме того, существуют
устройства для испытания
пружин, принцип работы которых основан на ферромагнитных свойствах
материала. Например, устройство [6] для испытания витых пружин на
коррозионно-усталостную прочность при пульсирующих нагрузках, содержащее
емкость с коррозионной средой и механизм циклического нагружения. Емкость с
коррозионной средой, предназначенная для размещения в ней испытуемых ферромагнитных
пружин, выполнена закрытой из немагнитного материала, а механизм циклического
нагружения – в виде электрической обмотки, охватывающей эту емкость, и соединенной
через управляемый ключ с регулируемым источником питания, при этом высота
обмотки меньше высоты испытуемой пружины в ее свободном состоянии.
При эксплуатации винтовые пружины очень часто
подвергаются ударной нагрузке. Для проверки качества, а иногда и
долговечности таких пружин проводят копровые испытания. В копре,
предназначенном для ударных испытаний крупных пружин, бесконечная цепь,
перемещающаяся от привода или непосредственно от электродвигателя, поднимает
бабу определенного веса на необходимую высоту, при достижении которой баба автоматически
освобождается от цепи и падает на пружину, закрепленную в поджатом состоянии
в специальном приспособлении. После удара баба вновь подхватывается
бесконечной цепью. Вес бабы и высота ее подъема определяются конструкцией
копра. Копры, предназначенные для испытания пружин,
следует устанавливать на глубокие и прочные фундаменты. Наиболее совершенными
являются копры, позволяющие изменять высоту подъема бабы от 5 до 10 м и имеющие сменные бабы
различного веса. На таких копрах можно более полно подбирать условия ударных
испытаний пружин.
|
| Показано 2 - 2 (всего 4) |
Страницы:
2
|
|
|
|
