Программа испытания пружин

б) наружный диаметр пружины в предельно  сжатом состоянии проверяют с  помощью контрольной гильзы. Длина  гильзы должна быть на 10 % менее размера  сжатой пружины H3. Пружина при контроле помещается внутрь гильзы и сжимается до соприкосновения витков, при этом гильза должна свободно перемещаться вдоль пружины;

в) при  контроле внутреннего диаметра пружины  контрольным стержнем длина последнего должна быть не менее чем на 10 % более  длины пружины. Контрольный стержень должен свободно проходить через  полость ненагруженной пружины;

г) размеры  калибров, контрольных гильз и  контрольных стержней должны иметь  точность не ниже 5-го класса по ОСТ 1219.

Высоты пружин в свободном состоянии  Н0 измеряются в горизонтальном или вертикальном положениях. Вертикальное положение допустимо для пружин, высота которых не изменяется под собственной массой. При непараллельности опорных плоскостей пружины за величину высоты пружины принимается наибольшее измерение.

Полное число витков определяется путем отсчета целых витков и добавления к ним избыточной доли витка, составляющего часть окружности.

Высота пружины, сжатой до соприкосновения  витков, контролируется с помощью универсальных средств измерения как самостоятельная операция или одновременно с измерением силовых характеристик.

За высоту H3 принимается расстояние между опорными плоскостями устройства, сжимающего пружину. При этом допускается примыкание смежных витков друг к другу не по всей длине окружности витка.

Измерение высоты (длины) пружины растяжения при максимальной деформации, указанной в чертеже или в технологической карте (H3 или F3), выполняют универсальными средствами измерения как самостоятельную операцию или одновременно с измерением силовых характеристик.

За высоту H3 принимается расстояние между опорными поверхностями устройства, растягивающего пружину (расстояние между внутренними поверхностями зацепов нагруженной пружины).

Определение отклонений от перпендикулярности торцовых плоскостей опорных витков к образующим . Величину линейного отклонения измеряют линейкой или щупом. Допускается производить контроль отклонений от перпендикулярности с помощью компаратора или проектора.

Контроль отклонения от плоскостности производят под нагрузкой, не превышающей 0,02P3, но не более 30 кг. Величину неприлегания плоскости определяют с помощью щупа.

Определение неравномерности шага выполняется универсальным инструментом на двух противоположных сторонах пружины с числом измерений не менее двух на каждой стороне.

Величина  отклонения представляет собой разность максимального и минимального шагов  пружины.

Размеры и положения различных  конструкций зацепов пружин растяжения, если на них установлены допускаемые отклонения, контролируются в соответствии со специальными указаниями в чертеже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Разработка методики испытаний пружин

 

3.1 Классификация испытаний. Программа испытаний

 

 

С целью  проверки соответствия пружин требованиям  настоящего стандарта, конструкторской  и технологической документации проводят приемосдаточные и периодические  испытания в соответствии с ГОСТ 15.309.

Приемосдаточные испытания проводят до окраски. Испытания включают в себя сплошной и выборочный контроль.

При сплошном контроле проверяют:

• высоту пружин рессорного подвешивания при статической нагрузке в случае ее регламентации в конструкторской документации;
• длину дуги и качество механически обработанной опорной поверхности, кроме отклонения от плоскостности опорных поверхностей;
• качество поверхности пружин.

Выборочный контроль пружин проводят в объеме:

• 1 % партии – при партии свыше 1000 шт.;
• 2 % партии - при партии от 150 до 1000 шт.;
• 3 % партии (но не менее 3 шт.) - при партии менее 150 шт.

При выборочном контроле проверяют:

• форму и состояние поверхности оттянутых и неоттянутых концов;
• ширину оттянутого конца пружины ;
• зазоры между концами опорных витков и рабочими витками;
• отклонение от плоскостности опорных поверхностей;
• твердость;
• размеры пружин, кроме высоты при статической нагрузке с учетом требований;
• прогиб пружин при статической нагрузке;
• остаточную деформацию от пробной нагрузки;
• перпендикулярность оси пружины относительно опорных поверхностей.

Для пружин рессорного подвешивания при нулевом  зазоре между рабочими и опорными витками проверяют обеспечение  требуемого непрерывного контакта между  витками при статической нагрузке.

При увеличенных  допусках проверяют несмыкание рабочих  витков при нагружении пробной нагрузкой.

При сплошном контроле в случае несоответствия хотя бы одному проверяемому требованию пружину не принимают.

При положительных  результатах выборочного контроля принимают всю партию пружин.

При неудовлетворительных результатах выборочного контроля по какому-либо из проверяемых требований контроль по этому требованию повторяют  на удвоенном количестве пружин. При  неудовлетворительном результате повторного контроля партию подвергают сплошному контролю по этому требованию.

Периодические испытания включают контроль микроструктуры на соответствие единым эталонам и испытания на усталость.

Один  раз в месяц готовые пружины  подвергают металлографическому анализу. Контролю подлежит одна из всех пружин, изготавливаемых из прутка одного диаметра и стали одной марки.

При малых  объемах выпуска (менее 100 шт. в месяц) или по согласованию с заказчиком (кроме пружин рессорного подвешивания) готовые пружины подвергают металлографическому  анализу один раз в три месяца, но не реже, чем после изготовления каждой 200-й пружины.

Для пружин рессорного подвешивания не реже раза в год следует проводить испытания  на циклическую долговечность. Испытаниям подвергают две пружины каждого  типа. К одному типу относят пружины  из стали одной марки, с одинаковым диаметром прутка и индексом с, находящимся  в одном из трех диапазонов: ; ; .

Испытания проводят один раз с построением  кривой усталости (партия не менее 15 пружин) или определением предела выносливости (партия не менее восьми пружин) по ГОСТ 25.502, ГОСТ 25.507.

Пружины, не предназначенные для рессорного подвешивания, подвергают испытаниям на циклическую долговечность в  соответствии с требованиями, согласованными с заказчиком.

При неудовлетворительных результатах периодических испытаний  по какому-либо из проверяемых требований, в том числе при неудовлетворительных результатах испытаний хотя бы одной пружины, испытания по этому требованию повторяют на удвоенном количестве пружин. При неудовлетворительных результатах повторных испытаний приемку пружин приостанавливают до выявления и устранения причин, повлекших отрицательный результат.

При изготовлении пружин на автоматических линиях объем  контроля устанавливают по согласованию с заказчиком.

 

 

3.2 Оборудование и приборы для испытаний. Средства измерений

 

 

В зависимости  от вида и назначения пружины подвергают одному из видов технологических  испытаний и контролю Технологические  испытания на растяжение гидравлических, механических и пневматических прессах. Гидравлический испытательный пресс (рисунок 3.1) имеет подвижный стол-траверсу 7, на котором устанавливают приспособление с обжимаемой пружиной. Шток гидравлического пресса пуансоном 5 давит на пружину и сжимает ее до предела. Пресс оборудован манометром 1, который показывает величину давления на пружину. Линейка 2 предназначена для определения линейной величины осадки пружины.

 

 

Рисунок. 3.1 – Гидравлический испытательный пресс

 

Машина  модели Р-5 (рисунок 3.2) имеет станину 1, рычаг 4, который установлен на оси. Тяга 3 перемещает рычаг 4 от гидравлического цилиндра. Динамометр 2 указывает величину силы, действующей на пружину. Испытания пружин на машинах модели Р-5 позволяют установить величину растяжения (рисунок 3.2, а) или величину осадки пружины (рисунок 3.2, б), а также вскрыть необнаруженные дефекты. Прессы и машины применяют для испытания средних и крупных пружин.

 

 

Рисунок 3.2 – Испытательная машина модели Р-5

Мелкие  пружины испытывают на машинах лабораторного  типа. В цеховых условиях применяют  прессы и приборы разнообразной  конструкции. Один из таких прессов  показан на рисунке 4.3. На прессе испытывают пружины сжатия и растяжения. Он состоит из чугунного нижнего основания 1 и верхней неподвижной траверсы 4, соединенных двумя колонками 2, на одной из которых установлена масштабная линейка 5. В верхней части траверсы установлена рычажная система 3.

Пресс имеет  винт 8, на котором установлена специальная  гайка, в проушину которой устанавливается  пружина растяжения 6. Винт 8 может  перемещаться от гидравлического цилиндра, установленного в нижней станине  пресса.

 

 

Рисунок 3.3 – Рычажный пресс для испытания пружин

 

 Для  испытания пружин сжатия и  растяжения применяют прибор, представляющий  собой обыкновенные настольные  весы. Площадка для взвешивания  оборудована приспособлением для  установки пружин. Усилие, приложенное  к пружине, указывает стрелка  на круглой шкале прибора. Величину  осадки читают на шкале, установленной  на приспособлении.

Для проверки пружин на усилие используются весы МИП-10 и МИП-100-2.

Пружины ответственного назначения подвергают динамическим испытаниям на копре, который  состоит из двух параллельных стоек  высотой до 10 м, по которым перемещается баба. Подъемный механизм поднимает  и устанавливает бабу на определенной высоте, с которой механизм освобождает  бабу и происходит ее свободное падение. Бабы копров для испытания пружин имеют массу от 8 до 80 кг.

К динамическим испытаниям относится метод многократно  переменных сжатий или растяжений. На рисунке 3.4 показан прибор для испытания пружин многократно переменным сжатием. Прибор состоит из следующих частей: станины 1, трех стоек И, нижнего угольника 3, верхнего угольника 4, шпинделя 10, нижнего диска 9, стержней 5, направляющих 6, верхнего диска 8 и редуктора 2. На нижнем диске 9 запрессованы стержни 5 и две направляющие 6. Диск-прижим (верхний) 8 имеет отверстия для свободного перемещения стержне, на которых устанавливают пружины для испытаний.

 На  стержни 5, прижимая пружины, устанавливают  прижим 8, который закрепляют на  шпинделе 10.

 Шпиндель  соединен в нижней части прибора  с кулачковым валом, который  при вращении передает колебания  шпинделя. Возвратное движение шпинделю  обеспечивают испытуемые пружины  и пружины, установленные на  направляющих колонках.

 

 

Рисунок 3.4 – Прибор для испытания пружин

на многократно  переменные сжатия или растяжения

 

 Для  испытания пружин кручения применяется  прибор торсиометр (рисунок 3.5). Прибор имеет основание 8 и две стойки 3 и 5. Стойка 5 перемещается по направляющим основания и закрепляется ручкой 9. Пиноль 6, установленная в стойке 5, закрепляется на ней винтом 4. Вращением ручки 7 червячный винт выдвигает оправку и центрирует пружину на приспособлении. Ус пружины закрепляется на оправке, скользящей во втулке неподвижной стойки. Оправка имеет горизонтальную консоль-планку 2, на которой подвешивается площадка 1 для установки мерных грузов. Консоль создает момент вращения за счет тяжести грузов. Торсиометр позволяет измерять усилия до 10 кгс/см .

 

Рисунок 3.5 – Прибор (торсиометр) для испытания пружин кручения

 

 

 

3.4 Методика испытаний изделия 

 

 

Контроль  качества пружин организуется по следующей  принципиальной схеме, приведенной  в Таблице 3.1.

 

Таблица 3.1 – Схема контроля качества пружин

 

N	Операции контроля	Средства и методы контроля
1	2	3
1	Контроль исходного мате-риала (пружинная прово-лока, лента и прутки):  а) Химический состав  б)Механические свойства  в) Наружные дефекты  г)Глубина обезуглерожен-ного  слоя и отсутствие шлаковых  включений  д)Геометрические размеры	Лабораторный или спектральный анализ. Проверка по искре  Испытания на разрывной  машине. Испытания на закручивание, нагибы  перегибом, на предел выносливости.  Внешний осмотр лупой  или бинокулярным микроскопом  Металлографический анализ (просмотр шлифа под микроскопом)  Измерение размеров  сечения микрометром. Габаритные  размеры мерных заготовок измеряются  метрической линейкой или рулеткой
Продолжение таблицы 3.1
1	2	3
2	Контроль пружин при навивке:  а)Проверка геометричес-ких размеров (высота, на-ружный диаметр, число витков, шаг витков). 6)Проверка на отсутствие внешних повреждений витков	Размеры проверяются микрометром  ценой деления 0,01 мм и штангенциркулем  с ценой деления 0,1 мм. Количество витков проверяется счетом. При наладке завивочного  станка делают несколько пробных  пружин, которые срочно проводят через  все операции последующей обработки (отпуск, зачистка торцов и подвергают измерению упругости на весах. В  соответствии с полученными резуль-татами  упругости в основные размеры пружины вводят поправки; увеличивают или уменьшают диаметр пружины от первоначального размера, иногда добавляют или уменьшают число витков в пределах допустимого их количества  После внесения поправок  делают повторную пробу на  упругость. Партию пружин запускают  в навивку после того, как получены  правильные соотношения размеров  и требуемая упругая характеристика  пружины.  Осмотр с помощью  лупы. Повреждения и риски на  нитках не допускаются. Инструмент  на завивочных станках рекомендуется  изготовлять из граффити-зированной  стали, обладающей наименьшей  склонностью к валипанию металла  и нанесению задиров  рисок  на нитках.
3	Контроль процесса термообработки:  а)Пружины, подвергаю-щиеся  после навивки визкому отпуску  б)Пружины, подвергаю-щиеся  после горячей навивки закалке  и отпуску	Соблюдение технологии термообработки.  Проверка осмотром  по цветам побежалости на поверхности  пружин  Соблюдение времени  нагрева, температуры по пирометру  и по цвету каления, проверка температуры  вязкости масла  в закалочной ванне  отсутствие в  масле воды  Выборочная проверка  пружин  лаборатории на обезуглероживание  поверхности после горячей навивки   структуры после термической  обработки  Выборочная проверка  твердости
4	Испытание многократной осадкой или  заневоливание	Многократная осадка пружин на гидравлическом или винтовом прессе с последующей  проверкой длины пружины  Заневоливание сжатием  пружин до соприкосновения витков  и выдержка в таком положении  от 12 до 48 час. Заневоливание пружин можно  производить на болтах, на специальных  шомполах, оправках или на приспособлениях  с винтовой затяжкой пружин между двумя плитами
Продолжение таблицы 3.1
1	2	3
5	Контроль геомет-рических размеров после  осадки или заневоливания пружин и шлифовки опорных витков	Проверка штангенциркулем, линейкой, шаблонами. Осмотр опорных витков (не допускается наличие заусенцен, затасивание или чрезмерная перешлифовка концов опорных вцтков). Проверка пружин на плите под угольник или на специальных  приспособлениях (проверяяется перпендикулярность торцов, кривизна по продольной оси, равно-мернсть  шага витков и основные геометрические размеры фасонных пружин)
6	Специальный контроль пружин:  а) Контроль внецшних  дефектов физическими методами  б)Испытания на вынос-ливость	а)Наиболее распространенными физическими  методами для контроля внешних дефектов в ответственных пружинах являются магнитная и люминесцентная дефектоскопия  б) Испытание пульсирующей  нагрузкой на специальных вибрационных  машинах.