Проверка пружин на сжатие: Контроль и испытания качества пружин

Контроль и испытания качества пружин

Контроль и испытания качества

Технические требования, правила приемки и методы контроля установлены ГОСТ 16118-70.

Последовательность контрольных операций можно рассмотреть на примере наиболее распространенных.

Внешний осмотр. На поверхности пружин не допускается риски, царапины, следы ржавчины, отслаивание покрытий пользуются специальными реагентами.

Внешний осмотр производят также после термообработки. Для лучшего выявления закалочных рисок, трещин в наиболее ответственных пружинах производят магнитно-порошковую дефектоскопию.

Проверка размеров. Стандарт устанавливает три группы точности пружин:

1. первая группа –пружины с допускаемыми отклонениями на контролируемые силы или деформации ± 5% ;
2. вторая группа – пружины с допускаемыми отклонениями ± 10% ;
3. третья группа – пружины с допускаемыми отклонениями ± 20% ;

В соответствие с группами точности установлены допускаемые отклонения на геометрические параметры:  Наружный D (или внутренний  D1) диаметр, полное число витков  n1, высоту пружины в свободном состоянии H0 и предельно сжатом H3 состояниях, перпендикулярность торцевых плоскостей к образующей пружины и неравномерность шага в свободном состоянии.

Контроль наружного диаметра пружины можно производить универсальными средствами измерения. В этом случае наружный диаметр замеряется не менее чем в трех местах пружины во взаимно перпендикулярных направлениях.

 

При контроле калибрами длина рабочей части калибра должна быть не менее утроенного шага пружины.

Наружный диаметр пружины в предельно сжатом состоянии проверяют с помощью контрольной гильзы. Помещенная внутрь гильзы пружина сжимается до полного сжатия, до соприкосновения витков, при этом гильза должна свободно перемещаться вдоль пружины. При контроле внутреннего диаметра контрольный стержень должен свободно проходить через полость ненагруженной пружины (рис. 2, а). По контрольным рискам, нанесенным на стержне, производится выбраковка пружин по высоте

H0 в свободном состоянии.

Размеры калибров, контрольных гильз и контрольных стрежней должны иметь точность не ниже 5-го класса по ОСТ 1219. В ОСТ 1219 подробно расписаны способы применения калибров и возможные допуска на их отклонение.

Определение числа витков производится путем отсчета целых витков и добавления к ним избыточной доли витка, составляющего часть окружности.

Контроль высоты пружины, сжатой до соприкосновения витков, производится  как самостоятельная операция или одновременно с изменением силовых характеристик. За высоту H3

принимается расстояние между опорными плоскостями устройства, сжимающего пружину.

Значения предельных отклонений наружного и внутреннего диаметров, числа витков, высоты пружины и других геометрических параметров приведены в ГОСТ 16118-70.

Проверка перпендикулярности опорной плоскости пружины к ее геометрической оси производится «на просвет» с помощью угольника или вспомогательного цилиндра, ось которого перпендикулярна опорной плоскости (рис. 2, б).

Испытания в статике. Для проверки соответствия характеристики пружины требованиям чертежа к ней прикладывают эталонные нагрузки, измеряя при этом ее длину или деформацию. Такие испытания производят путем постепенного нагружения или разгружения пружины (в зависимости от предъявляемых к ней требований).

Статические испытания производят на универсальных машинах, оборудованных гидравлическим или пневматическим приводом нагружения, а также силоизмерительными узлами и устройствами для измерения деформаций.

В условиях серийного производства мелких пружин целесообразно применять специальные приборы, одна из конструкций которых представлена на (рис. 3).

Испытуемая пружина одевается на оправку 2, закрепленную на основании 1. На ту же оправку последовательно насаживаются два груза 3 и 4, причем в груз 4 запрессована направляющая втулка 5. К грузу  4 прикреплен указатель 6, с помощью которого можно отсчитывать показания по шкале (или отдельным рискам) на стойке 7.

В настоящее время созданы универсальные испытательные машины, такие как ИР5040-10П и ИР5047-10П  позволяющие определять приложенное усилие и соответствующую деформацию. Эти машины работают на автоматическом режиме нагружения. Их пределы измерения соответственно 0,1-1000 кГ.

В условиях массового производства применяются контрольно-сортировочные автоматы.

К числу статических методов испытания можно отнести и заневоливание. Большая величина остаточной деформации после заневоливания недопустима, какими бы причинами она ни объяснялась: плохой термообработкой, трещинами или другими.

Эффекта, аналогичного заневоливанию, можно добиться так называемой отбивкой — много кратным ударным нагружением на специальных стендах (регламентируется ГОСТ 16118-70), при котором в пружине возникают напряжения, превосходящие предел упругости.

Осадка пружин при этом стабилизируется приблизительно после первых 2000 циклов, а продолжительность испытания сокращается до 2-3 мин.

Динамические испытания. Целью динамических испытаний является определение соответствия качества пружин условиям их эксплуатации при переменных нагрузках.

Если пружины предназначены для работы в условиях ударных нагружений, их испытания производят на копре под ударами свободно падающей бабы. Перед испытанием пружина в специальном приспособлении деформируется на заданную величину предварительного поджима. Вследствие неравномерности распределения напряжений по длине пружины при ударной нагрузке ее следует подвергнуть сериям ударов с обеих сторон.

Пружины, предназначенные для восприятия циклических и многократно переменных нагрузок, подвергаются динамическим испытаниям на специальных стендах. При этом желательно, что бы форма импульса приближалась к эксплуатационной, а максимальные напряжения превышали  предел усталости, не достигая, однако, предела упругости данного материала.

Для сокращения общей продолжительности цикла изготовления пружин метод динамических испытаний так же, как и отбивка, может быть рекомендован взамен заневоливания. В этом случае максимальное напряжение должно несколько превышать предел упругости.

 

Испытание пружин под рабочими нагрузками

Испытание пружин под рабочими нагрузками

Категория:

Пружины

Испытание пружин под рабочими нагрузками

Каждая пружина кроме проверки ее чертежных размеров подвергается приемным испытаниям на специальных приборах или прессах с целью определения осадки или высоты пружины под рабочими нагрузками.

Различают два метода испытания пружин.
1. Метод постепенного нагружения пружин, начиная от минимальной рабочей нагрузки до максимальной, соответствующей полному сжатию пружины до соприкосновения витков, с определением осадки пружины или ее высоты под этими нагрузками.
2. Метод нагружения пружин до максимальной нагрузки, соответствующей полному сжатию пружины до соприкосновения витков с последующим разгружением до максимальной рабочей нагрузки и. затем до минимальной рабочей нагрузки.

При испытании одной и той же пружины обоими этими методами получаются различные результаты, объясняющиеся влиянием упругого гистерезиса и упругого последействия. Поэтому метод испытания пружин, выбираемый в зависимости от эксплуатационных условий работы пружины, должен быть указан в чертежах пружины или в технических условиях.

Необходимость определения при втором методе испытания в первую очередь высоты пружины при полном сжатии под максимальной нагрузкой вытекает из того обстоятельства, что пружины, навитые из высококачественной углеродистой патентированной проволоки, при первом их обжатии до соприкосновения витков дают остаточную деформацию.

Пружины, навитые в пределах заданных размеров, после первого обжатия до соприкосновения витков изменяют свою первоначальную свободную высоту. Изменение свободной высоты, в свою очередь, оказывает влияние на результаты испытания пружин под нагрузками.

Поэтому для правильной оценки качества пружины необходимо прежде всего определить высоту пружины при полном сжатии — до соприкосновения витков. После испытания пружины под максимальной нагрузкой производится определение высоты пружины под рабочими нагрузками: сначала при максимальной, а затем при минимальной нагрузке.

Обычно на заводах испытания пружин под рабочими нагрузками производятся на гидравлических или механических прессах, применяемых в заводских механических лабораториях при испытаниях материалов на разрыв, сжатие, изгиб и др. К таким машинам относятся универсальные машины гидравлического принципа действия и универсальные машины с механическим приводом и другие машины различных мощностей, а также специальные прессы и приборы самых разнообразных конструкций.

При использовании универсального лабораторного оборудования для испытания крупных и средних винтовых пружин, работающих на сжатие, вопрос об определении величины нагрузок и осадки пружин решается сравнительно просто, без изготовления каких-либо особых приспособлений. В этом случае на подвижном столе — траверсе — гидравлической универсальной машины укрепляется круглая подставка диаметром на 20—30 мм больше наружного диаметра пружины, на которую устанавливается испытуемая пружина, а в верхний неподвижный захват машины, связанный с ее силоизмерителем, вставляется круглый пуансон. Диаметры пуансона и нижней подставки равны между собой. Затем производится сжатие пружины; при этом нагрузка отсчитывается по циферблату силоизмерителя машины, а осадка или высота пружины под заданной рабочей нагрузкой — по шкале длин машины при помощи указательной стрелки или измерением расстояния между опорными плоскостями пружины штангенциркулем или кронциркулем. Измерение осадки пружины производится только при полной остановке машины.

Рис. 1. Схема испытания пружин-сжатия на гидравлической универсальной машине

Рис. 2. Схема испытания длинных пружин сжатия на машине с механическим приводом

Рис. 3. Схема испытания пружин растяжения на машине с механическим приводом

При испытании длинных пружин сжатия во избежание их искривления в момент испытания применяются нижние подставки с гладким цилиндрическим штоком диаметром немного меньше внутреннего диаметра пружины, на который надевается пружина перед испытанием. Схема испытания пружины на штоке на машине с механическим приводом показана на рис. 2.

При использовании универсального лабораторного оборудования для испытания пружин растяжения применяются различные приспособления в виде специальных крючков, крестовин, винтовых пробок и т. п., при помощи которых пружины закрепляются в захватах машины. Схема испытания пружины растяжения на машине с механическим приводом показана на рис. 3.

Методика испытания пружин растяжения подобна методике испытания пружин сжатия.

Рис. 4. Прибор для испытания пружин кручения

При испытании пружин кручения в заводской практике используется лабораторная горизонтальная машина. Пружины кручения закрепляются при помощи соответствующих приспособлений в захватах машины, а величина крутящего момента при соответствующем угле закручивания определяется по циферблату силоизмерителя машины. Испытание средних пружин кручения может производиться на различных специальных приборах, один из которых показан на рис. 4. В этом приборе нагрузкой служат гири на чашке весов.

При испытании мелких винтовых пружин сжатия на машинах лабораторного типа небольших мощностей (порядка 25—30 кГ) со сменными шкалами нагрузок приходится применять специальные приспособления — реверсоры, так как обычно эти машины работают только на растяжение.

Реверсор состоит из двух самостоятельных узлов. Первый узел реверсора — рамка — состоит из двух пластинок, соединенных между собой распорными стержнями с гайками.

В нижней пластинке рамки на резьбе укреплен шток, диаметр которого немного меньше внутреннего диаметра испытуемой пружины. Верхняя пластинка имеет плоский стержень с заплечиками, при помощи которого реверсор укрепляется в верхнем захвате машины. Второй узел реверсора — рамка — также состоит из двух пластинок, соединенных между собой распорными стержнями и гайками. В верхней пластинке имеется отверстие для свободного прохода штока. Диаметр этого отверстия делается примерно равным среднему диаметру испытуемой пружины. Нижняя пластинка снабжена плоским стержнем с заплечиками, служащим для укрепления реверсора в нижнем захвате машины. Реверсор должен быть укреплен в захватах машины строго вертикально, без каких-либо отклонений и перекосов. Недостаточное центрирование реверсора в захватах разрывной машины может вызвать трение между штоком и отверстием в верхней пластинке и неправильное приложение нагрузки на испытуемую пружину, вследствие чего результаты определения рабочих нагрузок на пружину и определение осадки будут неправильными.

Перед испытанием пружина устанавливается на шток, а затем сжимается между заданной чертежом осадки с плоскостями пластинок до последующим отсчетом величины нагрузки по шкале силоизмерителя машины.

Рис. 5. Реверсор для испытания мелких пружин сжатия на разрывных машинах

Кроме универсального лабораторного оборудования для испытания винтовых пружин в цеховых условиях применяются специальные прессы и приборы самой различной конструкции, у которых отсчет нагрузок производится при помощи гирь и системы рычагов по типу десятичных весов.

В условиях массового производства мелких винтовых пружин сжатия из проволоки диаметром от 0,2 до 1,0 мм нашли применение ручные приборы типов А и Б.

Прибор типа А имеет основание с укрепленными на нем корпусом, упором и стойкой с контрольными рисками. В упоре помещается оправка, на которую надевается испытуемая пружина. В направляющей части корпуса имеется передвижной шток, несущий на себе грузы. К нижнему грузу прикреплена стрелка.

Прибор типа Б имеет основание с укрепленными на нем оправкой, на которую надеваются испытуемая пружина и грузы, и стойкой с контрольными рисками. В нижнем грузе запрессована направляющая втулка и укреплена стрелка.

Рис. 6. Прибор типа А для испытания мелких пружин сжатия

Рис. 7. Прибор типа Б для испытания мелких пружин сжатия

Контрольные риски шириной, не превышающей 0,5 мм на обоих типах приборов, соответствуют высоте пружины под рабочей нагрузкой, заданной техническими условиями или чертежом пружины.

Испытание пружин на приборах данных типов заключается в том, что пружина надевается на шток прибора и сжимается накладываемыми вручную свободно опускающимися грузами, равными рабочим нагрузкам, обусловленным чертежом, после чего производится проверка высоты сжатой пружины по верхней кромке контрольной риски.

Основным недостатком этих приборов, хотя и нашедших применение при массовом изготовлении мелких пружин сжатия, является наложение грузов ручным способом на испытуемую пружину. которое утомляет браковщиц и тем самым снижает производительность труда.

Завод по производству приборов для испытания металлов (ЗИП) в г. Иваново для статических испытаний винтовых пружин на сжатие и растяжение и плоских пружин на изгиб изготовляет машины двух типов: МИП-10-1 и МИП-100-2.

Машина МИП-10-1 основана на базе настольных циферблатных весов ВНЦ-10 (ГОСТ 7327—55) и предназначена для испытания пружин с пределами нагрузок 0,1—10 кГ. Работа ведется по принципу заданного деформирования; при этом деформация осуществляется с помощью ручного привода на ускоренном или замедленном режиме нагружения.

Машина МИП-100-2 работает по принципу заданного деформирования с пределами нагрузок 10—100 кГ. Машина может работать автоматически, путем нагружения через систему передач от электродвигателя, а также вручную.

Вышеуказанные машины для испытания пружин можно приобрести по заказ-нарядам Союзглавэлектро. Кроме того, при массовом изготовлении пружин для обеспечения 100-процентного их испытания и с целью применения высокопроизводительных средств контроля на заводах нашли применение полуавтоматы с ручной загрузкой и автоматы с полным автоматическим контролем и рассортировкой пружин по размерам и нагрузкам. С внедрением автоматов полностью ликвидирован тяжелый ручной труд контролера, связанный с установкой и снятием при измерении на приборах весьма значительных по величине грузов (иногда в несколько сотен килограммов за рабочий день).

Реклама:

Читать далее:

Динамические испытания пружин

Статьи по теме:

Проверка пружин на сжатие

Технические требования, правила приемки и методы контроля установлены ГОСТ 16118-70.

Последовательность контрольных операций можно рассмотреть на примере наиболее распространенных.

Внешний осмотр. На поверхности пружин не допускается риски, царапины, следы ржавчины, отслаивание покрытий пользуются специальными реагентами.

Внешний осмотр производят также после термообработки. Для лучшего выявления закалочных рисок, трещин в наиболее ответственных пружинах производят магнитно-порошковую дефектоскопию.

Проверка размеров. Стандарт устанавливает три группы точности пружин:

1. первая группа –пружины с допускаемыми отклонениями на контролируемые силы или деформации ± 5% ;
2. вторая группа – пружины с допускаемыми отклонениями ± 10% ;
3. третья группа – пружины с допускаемыми отклонениями ± 20% ;

В соответствие с группами точности установлены допускаемые отклонения на геометрические параметры: Наружный D (или внутренний D1) диаметр, полное число витков n1, высоту пружины в свободном состоянии H и предельно сжатом H3 состояниях, перпендикулярность торцевых плоскостей к образующей пружины и неравномерность шага в свободном состоянии.

Контроль наружного диаметра пружины можно производить универсальными средствами измерения. В этом случае наружный диаметр замеряется не менее чем в трех местах пружины во взаимно перпендикулярных направлениях.

При контроле калибрами длина рабочей части калибра должна быть не менее утроенного шага пружины.

Наружный диаметр пружины в предельно сжатом состоянии проверяют с помощью контрольной гильзы. Помещенная внутрь гильзы пружина сжимается до полного сжатия, до соприкосновения витков, при этом гильза должна свободно перемещаться вдоль пружины. При контроле внутреннего диаметра контрольный стержень должен свободно проходить через полость ненагруженной пружины (рис. 2, а). По контрольным рискам, нанесенным на стержне, производится выбраковка пружин по высоте H в свободном состоянии.

Размеры калибров, контрольных гильз и контрольных стрежней должны иметь точность не ниже 5-го класса по ОСТ 1219. В ОСТ 1219 подробно расписаны способы применения калибров и возможные допуска на их отклонение.

Определение числа витков производится путем отсчета целых витков и добавления к ним избыточной доли витка, составляющего часть окружности.

Контроль высоты пружины, сжатой до соприкосновения витков, производится как самостоятельная операция или одновременно с изменением силовых характеристик. За высоту H3 принимается расстояние между опорными плоскостями устройства, сжимающего пружину.

Значения предельных отклонений наружного и внутреннего диаметров, числа витков, высоты пружины и других геометрических параметров приведены в ГОСТ 16118-70.

Проверка перпендикулярности опорной плоскости пружины к ее геометрической оси производится «на просвет» с помощью угольника или вспомогательного цилиндра, ось которого перпендикулярна опорной плоскости (рис. 2, б).

Испытания в статике. Для проверки соответствия характеристики пружины требованиям чертежа к ней прикладывают эталонные нагрузки, измеряя при этом ее длину или деформацию. Такие испытания производят путем постепенного нагружения или разгружения пружины (в зависимости от предъявляемых к ней требований).

Статические испытания производят на универсальных машинах, оборудованных гидравлическим или пневматическим приводом нагружения, а также силоизмерительными узлами и устройствами для измерения деформаций.

В условиях серийного производства мелких пружин целесообразно применять специальные приборы, одна из конструкций которых представлена на (рис. 3).

Испытуемая пружина одевается на оправку 2, закрепленную на основании 1. На ту же оправку последовательно насаживаются два груза 3 и 4, причем в груз 4 запрессована направляющая втулка 5. К грузу 4 прикреплен указатель 6, с помощью которого можно отсчитывать показания по шкале (или отдельным рискам) на стойке 7.

В настоящее время созданы универсальные испытательные машины, такие как ИР5040-10П и ИР5047-10П позволяющие определять приложенное усилие и соответствующую деформацию. Эти машины работают на автоматическом режиме нагружения. Их пределы измерения соответственно 0,1-1000 кГ.

В условиях массового производства применяются контрольно-сортировочные автоматы.

К числу статических методов испытания можно отнести и заневоливание. Большая величина остаточной деформации после заневоливания недопустима, какими бы причинами она ни объяснялась: плохой термообработкой, трещинами или другими.

Эффекта, аналогичного заневоливанию, можно добиться так называемой отбивкой — много кратным ударным нагружением на специальных стендах (регламентируется ГОСТ 16118-70), при котором в пружине возникают напряжения, превосходящие предел упругости.

Осадка пружин при этом стабилизируется приблизительно после первых 2000 циклов, а продолжительность испытания сокращается до 2-3 мин.

Динамические испытания. Целью динамических испытаний является определение соответствия качества пружин условиям их эксплуатации при переменных нагрузках.

Если пружины предназначены для работы в условиях ударных нагружений, их испытания производят на копре под ударами свободно падающей бабы. Перед испытанием пружина в специальном приспособлении деформируется на заданную величину предварительного поджима. Вследствие неравномерности распределения напряжений по длине пружины при ударной нагрузке ее следует подвергнуть сериям ударов с обеих сторон.

Пружины, предназначенные для восприятия циклических и многократно переменных нагрузок, подвергаются динамическим испытаниям на специальных стендах. При этом желательно, что бы форма импульса приближалась к эксплуатационной, а максимальные напряжения превышали предел усталости, не достигая, однако, предела упругости данного материала.

Для сокращения общей продолжительности цикла изготовления пружин метод динамических испытаний так же, как и отбивка, может быть рекомендован взамен заневоливания. В этом случае максимальное напряжение должно несколько превышать предел упругости.

Чтобы правильно выбрать и купить пружины сжатия в Санкт-Петербурге, стоит предварительно изучить методы контроля качества, а также правила приемки, позволяющие выявить брак. Винтовые пружины проходят последовательные контрольные операции для выявления брака. В статье мы расскажем об основных способах проверки.

Методы проверки качества

Правила приемки и методы оценки качества пружин сжатия прописаны в ГОСТ 16118-70. Первой и самой простой контрольной операцией является внешний осмотр: он позволяет выявить основные дефекты. На поверхности изделий не должно быть царапин и следов коррозии, защитный слой не должен отслаиваться. Чтобы выявить наличие мелких трещин, проводится дефектоскопия. Качество производства пружин сжатия проверяется следующими способами.

• Магнитным. Пружины намагничиваются, после чего погружаются в специальную смесь. После размагничивания она позволяет увидеть все имеющиеся наружные дефекты.
• Люминесцентным. На поверхность изделий наносится специальный состав, после чего они подсвечиваются. Люминесцентный слой позволяет рассмотреть даже небольшие повреждения поверхности.

Размеры пружин сжатия в нашем каталоге соответствуют установленным стандартам. Они проверяются несколькими способами. Определяется высота пружины, подсчитывается количество витков и соответствие этого значения заданным параметрам. Проверяется наружный и внутренний диаметр, отклонения не могут превышать допустимые величины, прописанные в ГОСТе. Наружный диаметр оценивается в предельно сжатом состоянии пружины путем помещения в нее контрольной гильзы. Кроме того, проверяется перпендикулярность изделия: в качестве простых инструментов для этого используются контрольная плита и угольник. Это особенно важно при изготовлении нестандартной пружины на заказ.

Для максимально точного определения геометрических размеров и проверки их соответствия стандарту применяются штангенциркуль и микрометр.

Методы проверки твердости

Изготовление пружин сжатия завершается проверкой в статике и динамике. К изделию прикладываются нагрузки определенной величины, после чего определяется наличие деформации. Контроль твердости проводится двумя способами:

• По Бриннелю. Для проверки твердости материала, из которого изготовлено изделие, в него вдавливается стальной шарик. Сила и длительность воздействия регламентируется ГОСТ 9012. Этот метод применяется только для металлических изделий, представленных в каталоге пружин сжатия.
• По Шору. Этот способ оценки твердости используется для пружин, изготовленных из полимерных материалов. Он позволяет определять сопротивление материала по глубине вдавливания, процесс проверки регламентируется ГОСТ 263.

Также изготовление пружин на нашем заводе в Санкт-Петербурге предполагает испытание в динамике. Проводятся испытания на сжатие и растяжение с помощью механических и гидравлических прессов. Контроль выполняется путем многократного кратковременного сжатия и путем постоянного давления продолжительностью до 48 часов.

После многоступенчатой обработки собранных данных определяются все выявленные отклонения от нормы и превышения допустимых значений. В продажу пружины сжатия попадают только в том случае, если не выявлено дефектов, превышающих установленные стандартом показатели.

Если вы ищете, где купить качественные пружины сжатия, «Сланцевский завод пружин» предлагает широкий ассортимент качественных изделий – все они представлены в каталоге.

НОВОСТИ

Появилась возможность изготовления пружин из проволоки квадратного и прямоугольного сечения;
конических и бочкообразных пружин

ПЕРСПЕКТИВЫ

В 2015-2018 году планируются дальнейшее развитие основного производства:
-Строительство дополнительных площадей для основного производства.
-Приобретение, с целью обновления, нового высокопроизводительного навивочного оборудования.

Полезные ссылки

; Предлагаем для в

Качество и технологии

КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЕ ПРУЖИН

Испытание и контроль качества пружин являются заключительными операциями в технологической цепи их изготовления. Все пружины подвергаются наружному осмотру для выявления дефектов поверхности. Поверхность пружин не должна иметь рисок, царапин и следов ржавчины. У пружин, поверхность которых покрыта защитным слоем, недопустимы отслаивание, шелушение и пористость защитного покрытия. Неравномерная толщина слоя покрытия недопустима, пружину бракуют при разрушении этого слоя в результате проведенных испытаний.
После термической обработки пружины подвергают внешнему осмотру на выявление возможных рисок, закалочных трещин, волосовин и других внешних дефектов. Трещины, волосовины, закаты и другие пороки металла пружин выявляют с помощью магнитного дефектоскопа. Предварительно намагниченные пружины погружают в суспензию из порошка окиси железа и масла. Под действием магнитного поля пружины частицы порошка оседают вдоль трещин, волосовин и других пороков, благодаря чему они становятся видимыми невооруженным глазом. После контроля пружины размагничивают.
Для обнаружения поверхностных дефектов применяют метод люминесцентной дефектоскопии. Сущность метода заключается в способности некоторых веществ ярко светиться при облучении их ультрафиолетовыми лучами. Пружины, подлежащие контролю, погружают в ванну со смачивающей жидкостью, содержащей люминесцентный состав., Смоченные пружины извлекают из ванны и тщательно промывают водой. Затем насухо протертые пружины устанавливают на столик прибора и освещают ртутно-кварцевой лампой. Люминесцентный
состав, оставшийся в трещинах и микротрещинах, начинает светиться в затемненном помещении, вследствие этого дефекты становятся видимыми.
Размер пружины контролируют по свободной высоте, наружному или внутреннему диаметру, кроме этого определяют число витков, проверяют, равномерен ли шаг, перпендикулярны ли опорные плоскости оси пружины у пружин сжатия, а также размеры крепежных колец у пружин растяжения.

Свободную высоту крупных и средних винтовых пружин измеряют после их установки на плите специальной линейкой с угольником. Свободную высоту мелких пружин замеряют в приспособлении (рис. 68) по установленной риске на стержне, диаметр которого соответствует внутреннему диаметру пружины.
В серийном производстве наружный и внутренний диаметры пружины замеряют специальными предельными калибрами.
Для проверки внутреннего диаметра пружины применяют гладкие пробковые калибры с минимальным и максимальным размерами, т. е. с проходной и непроходной сторонами. Размеры пробок соответствуют допускаемым предельным размерам на внутренний диаметр пружины. Внутренний диаметр пружины проверяют свободным пропуском проходного калибра через всю ее длину.
Для проверки наружного диаметра пружины используют два предельных калибра. Один из них — непроходной— изготовлен в виде скобы. Другим калибром-проходным — является калиброванная втулка, высота которой равна или больше величины тройного шага пружины (рис. 6 9). При проверке диаметра пружин не проходным калибром скоба не должна проходить ПО диаметру пружины. При проверке проходным калиброванная втулка должна свободно проходить через всю длину навитой пружины. Нередко для замера внутреннего или наружного диаметра пружины используют какой-нибудь один из проходных калибров — внутренний или наружный. При измерении размеров пружин неответственного назначения можно применять универсальный измерительный инструмент — масштабную линейку или штангенциркуль.

Количество витков пружин определяется их счетом. Равномерность шага определяется измерением расстояния между витками пружины масштабной линейкой или универсальным штангенциркулем. Шаг проверяют у крупных и средних пружин.
Перпендикулярность опорных плоскостей оси пружины сжатия с шлифованными нерабочими витками проверяют установкой ее на калиброванную стойку с плитой (рис. 70). При неперпендикулярности опорной плоскости оси пружины образующийся зазор между основанием приспособления и шлифованным витком можно замерить щупом.
Простейшим способом проверки перпендикулярности опорных плоскостей пружины является проверка угольником и контрольной плитой (рис. 71). В этом случае определяют отклонение а цилиндрической части пружины от стойки.

Для испытания пружин в заводских условиях при меняют гидравлические и механические прессы, установленные в механических лабораториях. В лаборатории испытывают пружины на полное сжатие или максимальное растяжение. При испытании определяют усилие и величину сжатия пружины. После трехкратного обжатия и снятия нагрузки с пружины определяют величину осадки пружины. Если высота пружины больше трех ее диаметров, то при испытании во избежание прогиба пружины применяют подставку с гладким цилиндрическим штоком, обеспечивающим свободное перемещение витков при сжатии.
Испытание пружин растяжения аналогично испытанию пружин сжатия.
Одним из видов динамических испытаний пружин является их испытание на копре. После испытаний на копре пружины осматривают, замеряют свободную высоту и величину осадки пружины.
Кроме указанных испытаний некоторые пружины испытывают на усталость многократными переменными сжатиями или растяжениями. Иногда проводят статические испытания пружин, суть которых в том, что пружину длительное время выдерживают в сжатом или растянутом состоянии (рис. 72). Для крупных и средних винтовых пружин достаточна выдержка в течение 48 ч, а для мелких пружин — в течение 72 ч.
Пружины, прошедшие все стадии испытаний и контроля, должны строго соответствовать техническим условиям и требованиям чертежа.

По вопросам размещения заказов на изготовление пружин обращаться:

Москва +7(499)653-69-98	Санкт-Петербург +7(812)426-17-14	Воронеж +7(473)300-31-95
Екатеринбург +7(343)247-83-71	Новосибирск +7(383)207-56-75	Краснодар +7(861)201-84-46
Красноярск +7(391)229-80-74	Нижний Новгород +7(831)280-97-21	Казань +7(843)212-20-79
Тольятти +7(848)265-00-34	Волгоград +7(844)296-21-13	Уфа +7(347)200-05-81
Пермь +7(342)235-78-27	Ростов-на-Дону +7(863)333-20-67	Самара: +7(846)300-41-49
Тюмень +7(345)257-80-21

© 2015-2018 ООО «Пружинно-навивочный завод». Изготовление и продажа металлических пружин: производство пружин кручения, навивка пружин сжатия, тарельчатые пружины. Предлагаем подвески и опоры трубопроводов, а также стопорные кольца.

Расчет пружины сжатия | Блог Александра Воробьева

Опубликовано 01 Июн 2013
Рубрика: Механика | 99 комментариев

Перед написанием этого поста я решил заглянуть в Интернет и узнать, что он мне предложит на запрос «расчет пружины сжатия». Посмотрел первый и второй в  выдаче Google сайты, и не очень они мне понравились. Если честнее и точнее, то – очень не понравились…

…На первом сайте на основе семи исходных данных программно  рассчитываются еще шесть параметров с огромным количеством знаков после запятой и с какой-то безысходной однозначностью. На втором — сайте специализированного завода – расчет выполняется верно, оформление – хорошее, но для меня не хватает диалога с программой по ходу работы. Почему навязывается конкретный шаг витков? Индекс пружины может быть любым? Так, все – достаточно критики. Всем не угодишь!

Предлагаю вашему вниманию свой вариант выполнения расчета в режиме диалога с пользователем. Программа была написана в далеком феврале две тысячи второго года, но не думаю, что с тех пор что-то существенно изменилось в теории расчетов пружин.

Расчет пружины сжатия будет выполняться в программе MS Excel.

Во-первых, расчет мы будем выполнять для стальных витых цилиндрических пружин.

Во-вторых, будем у всех пружин поджимать и шлифовать по ¾ витка с каждой стороны – это был наиболее приемлемый вариант для меня, как конструктора, по ряду экономических и технологических причин.

Чуть ниже этого текста представлены скриншоты программы.

Внимание!!!

После выполнения расчета по программе выполняйте проверку касательных напряжений!!!

1. Конструктор, разрабатывая узел с пружиной, примерно, из опыта и располагаемого пространства может предварительно задать диаметр проволоки (D) в мм

в ячейку C2: 3,0

2. Наружный  диаметр (D1) будущей пружины в мм

в ячейку C3: 20,0

3. Программа рассчитывает индекс пружины (I)

в ячейке C4: =C3/C2-1=5,7

I = D1/D-1

*. Если индекс (I) меньше четырех («еще не пружина»), Excel выводит сообщение

в ячейке B5: Увеличь D1 или уменьши D!

*. Если индекс (I) больше двенадцати («уже не пружина»), программа выводит указание изменить D и/или D1

в ячейку B6: Уменьши D1 или увеличь D!

Если значения индекса (I) находятся между четырьмя и двенадцатью, все в порядке – никаких сообщений нет, как в нашем примере, идем дальше. Кстати, индекс (I) – это отношение среднего диаметра навивки (D1—D) к диаметру проволоки (D).

4. Жёсткость одного витка (C1) вычисляется в Н/мм

в ячейке C7: =78500*C2/8/C4^3=161,8

C1 = 78500*D/8/I^3

Здесь 78500 МПа – модуль сдвига пружинной стали.

5. Предварительная сила при рабочей деформации (~F2) конструктору так же на этом этапе обычно известна – это то, что он хочет от пружины! Записываем ее в Н

в ячейку C8: 300,0

6. Теперь Excel рассчитывает номинальный расчётный шаг пружины в свободном состоянии (Tnom) в мм

в ячейке C9: = 1,25*C8/C7+C2=5,3

Tnom = 1.25*F2/C1+D

7. Так же Excel рассчитывает максимальный расчётный шаг в свободном состоянии (Tmax) в мм

в ячейке C10: =ПИ()*(C3-C2)* TAN (ПИ()/18)=9,4

Tmax = 3,14*(D1-D)*tg (3,14/ 18)

*. Если окажется, что номинальный шаг (Tnom) больше максимального (Tmax), то программа выведет сообщение, что сила F2 очень велика

в ячейку B11: Уменьши F2!

8. В нашем примере — все в порядке, сообщений нет, идем дальше, выбираем шаг пружины в свободном состоянии (T) в мм, руководствуясь полученными выше результатами. Пишем

в ячейку C12: 6,0

*. Если пользователь ошибется и введет значение шага (T) меньше номинального расчетного шага (Tnom), тогда Excel укажет на ошибку

в ячейке B13: Увеличь T!

*. Аналогично, если пользователь ошибется и введет значение шага (T) больше максимального расчетного шага (Tmax), тогда указание на ошибку будет

в ячейке B14: Уменьши T!

9. Далее программа рассчитывает максимальную деформацию одного витка пружины (S3) в мм до соударения витков. Результат выводится

в ячейку C15: =C12-C2=3,0

S3 = T-D

10. Сила при максимальной деформации (F3) в Н рассчитывается и выводится

в ячейку C16: =C7*C15=485,3

F3 = C1*S3

11. Теперь конструктору необходимо задать длину пружины при рабочей деформации (L2) в мм

в ячейку C17: 50,0

12. Программа вычисляет расчётное число рабочих витков (Nрасч)

в ячейке C18: =(C17-C2)/(C2+C16/C7-C8/C7)=11,3

Nрасч = (L2-D)/(D+F3/C1-F2/C1)

13. Округляя полученное значение, выбираем число рабочих витков (N) и записываем

в ячейку C19: 11,5

14. Далее Excel вычисляет жёсткость пружины (C) в Н/мм

в ячейке C20: =C7/C19=14,1

C = C1/N

15. Программа определяет длину пружины в свободном состоянии (L0) в мм

в ячейке C21: =C19*C12+C2=72,0

L0 = N*T+D

*. Теперь Excel сравнивает длины и, если длина в рабочем состоянии (L2) больше длины в свободном состоянии (L0), выдает указание

в ячейку B22: Увеличь N!

В нашем примере – все хорошо, сообщений нет.

16. Длина пружины при максимальной деформации (L3) в мм выводится

в ячейку C23: =C19*C2+C2=37,5

L3 = N*D+D

*. Если длина при максимальной деформации (L3) больше длины в рабочем состоянии (L2), программа требует уменьшить число рабочих витков (N), выводя соответствующее сообщение

в ячейку B24: Уменьши N!

17. Сила пружины при рабочей деформации (F2) в Н уточняется расчетом

в ячейке C25: =C20*C21-C20*C17=309,5

F2 = C*L0-C*L2

18. И последнее, что необходимо задать конструктору, это — длину пружины при предварительной деформации (L1) в мм

в ячейку C26: 60,0

*. Если длина при предварительной деформации (L1) больше длины в свободном состоянии (L0), программа потребует уменьшить длину при предварительной деформации (L1), выводя соответствующее сообщение

в ячейку B27: Уменьши L1!

*. Если длина при предварительной деформации (L1) меньше длины при рабочей деформации (L2), программа потребует увеличить длину при предварительной деформации (L1), выводя соответствующее сообщение

в ячейку B28: Увеличь L1!

19. Далее Excel вычисляет силу пружины при предварительной деформации (F1) в Н

в ячейке C29: =C20*C21-C20*C26=168,8

F1 = C*L0-C*L1

20. Полное число витков (N1) выводится

в ячейку C30: =C19+1,5=13,0

N1 = N+1,5

21. Угол подъёма витка пружины (A) в градусах рассчитывается

в ячейке C31: =ATAN (C12/ПИ()/(C3-C2))*180/ПИ()=6,4

A = arctg (T/3,14/(D1-D))*180/3,14

По-моему, этот угол не должен превышать 10 градусов.

22. Длина развёрнутой пружины (Lразв) в мм вычисляется

в ячейке C32: =ПИ()*C30*(C3-C2)/COS (C31/180*ПИ())=698,7

Lразв =3,14*N1*(D1-D)/cos (A/180*3,14)

23. И, наконец, последний расчетный параметр — масса пружины (G) в кг выводится

в ячейку C33: =ПИ()*C2^2/4*C32*7,85/10^6=0,039

G = 3.14*D^2/4* Lразв*7.85/10^6

Итак, мы с вами прошли очень подробно, по шагам, весь расчет пружины сжатия. Надеюсь, что не очень сильно утомил вас.

Возможно, вам понравился принцип пошагового алгоритма в режиме диалога программы с пользователем? Напишите пару строк в комментариях — мне будет очень интересно ваше мнение. Мне такой подход нравится. Он «дробит» сложные и запутанные алгоритмы решений на простые «кирпичики», с которыми разобраться легко! Особенно нравятся хорошо проработанные ситуации, когда вопрос в «кирпичике» требует ответа: либо – «да», либо – «нет.

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.

ОСТАЛЬНЫМ можно скачать просто так… — никаких паролей нет!

Ссылка на скачивание файла: raschet-pruzhiny-szhatiya (xls 49,5KB).

P. S. (11.03.2017)

В связи с большим интересом посетителей блога к коническим пружинам до написания статьи на эту тему выкладываю файл, присланный мне одним из читателей. Желающие могут поработать с алгоритмом и формулами. Размещаю ссылку на файл в том виде, в каком получил его от Андрея ([email protected]): konicheskaya-pruzhina-2 (xls 26KB).

P. S. (22.08.2018)

В файл программы добавлены расчеты касательных напряжений при рабочей и максимальной деформациях.

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы