Программа испытания 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 [1].

 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.

 

 

Рисунок 3.6 – Приспособление для замера свободной высоты пружин

 

 Свободную  высоту крупных и средних винтовых  пружин измеряют после их установки  на плите специальной линейкой  с угольником. Свободную высоту  мелких пружин замеряют в приспособлении (рисунок 3.6) 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 (рисунок 3.7). 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.

 

 

Рисунок 3.7 – Контроль наружного диаметра пружины

калиброванной втулкой

 

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.

 

 

Рисунок 3.8 – Проверка перпендикулярности опорной плоскости пружины

и ее оси  с помощью калиброванных плиты  и стойки

 

Перпендикулярность  опорных плоскостей оси пружины  сжатия с шлифованными нерабочими витками  проверяют установкой ее на калиброванную  стойку с плитой (рисунок 3.8). 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 (рисунок 4.9). 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.

       

Рисунок 3.9 – Проверка перпендикулярности опорной плоскости пружины

и ее оси  контрольной плитой и угольником

 

Одним из видов динамических испытаний пружин является их испытание на копре. После  испытаний на копре пружины осматривают, замеряют свободную высоту и величину осадки пружины [2].

Пружины, прошедшие все стадии испытаний  и контроля, должны строго соответствовать  техническим условиям и требованиям  чертежа.

 

 

3.5 Обработка результатов испытаний

 

 

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% .

Для предельных отклонений на параметры пружин установлены  следующие условные обозначения:

• предельное отклонение наружного диаметра пружины – ∆D
• предельное отклонение внутреннего диаметра пружины – ∆D1
• предельное отклонение диаметра проволоки (прутка) – ∆d
• предельное отклонение высоты пружины сжатия в свободном состоянии – ∆Н0
• предельное отклонение высоты пружины сжатия в свободном состоянии на один рабочий виток – ∆Н0/n
• предельное отклонение высоты пружины растяжения в свободном состоянии – ∆Н0
• предельное отклонение длины зацепа – ∆l
• предельное отклонение полного числа витков – ∆п1
• предельное отклонение от перпендикулярности торцовых плоскостей к образующей пружины:
• в долях высоты H0 – e1
• в долях диаметра D – е2
• неравномерность шага пружины в свободном состоянии – e3.

Сочетание по одной и той же группе точности предельных отклонений на силы или  деформации с предельными отклонениями на геометрические параметры, не является обязательным. При этом, если на силы или деформации назначена первая группа точности, то предельные отклонения на геометрические параметры допускается  назначать по второй группе точности; если на силы или деформации назначена  вторая группа точности, то предельные отклонения на геометрические параметры  допускается назначать по третьей  группе точности. В технически обоснованных случаях предельные отклонения на геометрические параметры по согласованию с предприятием-изготовителем  допускается назначать по более  высоким группам точности, чем  отвечающие назначенной группе точности по силам или деформациям.

Для пружин с неконтролируемыми силами или  деформациями все предельные отклонения геометрических параметров назначают  по одной из трех установленных групп  точности.

В зависимости  от назначенной группы точности по силам или деформациям материал выбирают с таким расчетом, чтобы  предусмотренные в соответствующих  стандартах суммарные предельные отклонения диаметра проволок или прутка не превышали  величин, указанных в таблице стандарта.

Предельные  отклонения наружного или внутреннего  диаметров пружины в свободном  состоянии не должны превышать величин, указанных в таблице стандарта. Одновременное назначение предельных отклонений на наружный и внутренний диаметры пружин не допускается. Предельные отклонения на внутренний диаметр назначают только в технически обоснованных случаях.

При использовании  проволоки с двусторонними отклонениями (±∆d) предельные отклонения диаметров пружин (±∆D или ±∆D1) назначают в каждую сторону пропорционально допускам на проволоку, при этом суммарное значение поля допуска на диаметр пружины не должно превышать величин, указанных в таблице стандарта. При одностороннем отклонении (-∆d или +∆d) предельные отклонения диаметров пружин назначают со знаком отклонения проволоки (-∆D или +∆D).

Если  в чертеже указывается контроль наружного диаметра пружины контрольной  гильзой D внутреннего диаметра контрольным стержнем Dс, или одновременно оба вида контроля, то предельные размеры гильзы или стержня устанавливают с учетом предельных отклонений наружного и внутреннего диаметров пружины, указанных в таблице стандарта. При этом внутренний диаметр гильзы Dг должен на 2 % превышать максимальный наружный диаметр пружины в свободном состоянии, а диаметр стержня Dс на 1 % ниже минимального внутреннего диаметра пружины.

Предельные  отклонения полного числа витков устанавливают в соответствии с  таблице стандарта, при этом для пружин III класса (параметры витков по ГОСТ 13774-86 - ГОСТ 13776-86) отклонения на полное число витков назначают только со знаком минус.

Предельные  отклонения высоты пружины сжатия в  свободном состоянии определяют по формуле (3.1)

 

∆Н₀ = n ,                                                 (3.1)

 

где ∆H₀ – предельное отклонение высоты пружины сжатия в свободном состоянии ;

∆Н0/n – предельное отклонение высоты пружины сжатия в свободном состоянии на один рабочий виток.

Величину  предельного отклонения высоты пружины  на один рабочий виток   выбирают по таблице стандарта со знаком, противоположным установленному на предельное отклонение диаметра проволоки (плюс, если ∆d со знаком минус, и, наоборот, минус, если Dd со знаком плюс).

В случае использования проволоки с двусторонними  отклонениями (±∆d) предельные отклонения   с учетом указанного выше правила знаков устанавливаются в каждую сторону пропорционально допускам на проволоку, при этом суммарное значение поля допуска   не должно превышать величин, указанных в таблице стандарта.

В тех  случаях, когда допускаемые отклонения назначены на две и более силы или деформации, высота пружины в  свободном состоянии является справочным размером и контролю не подлежит.

Предельные  отклонения высоты (длины) пружины растяжения в свободном состоянии ∆Н₀ определяют по формуле (3.2)

 

∆H₀ = ∆n₁(d+∆d)+(n₁+1) ∆d+∆l ,                                 (3.2)

где ∆n1 выбирают по таблице стандарта.

Предельные  отклонения длины зацепа ∆l устанавливаются в зависимости от конструкции зацепа и предъявляемых требований к точности пружин.

Максимальное  значение высоты пружины, сжатой до соприкосновения  витков, определяют по формуле (3.3)

 

(H₃)_max=[n₁+∆n₁+1-(n₃-θ)](d+∆d),                                (3.3)

 

где n3 - число  зашлифованных витков;

θ = 0,1 - для пружин холодной навивки;

θ = 0,2 - для пружин горячей навивки.

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В ходе выполнения курсовой работы была разработана программа  испытаний пружин.

Для этого  выполнялись следующие действия:

• выбранный объект был охарактеризован;
• определена цель испытаний;
• определены условия и место проведения испытаний, испытательные режимы;
• установлены контролируемые параметры (их значения и допустимые пределы изменений);
• установлена продолжительность проведения каждого вида испытаний и общая продолжительность испытаний;
• определен способ проведения испытаний;
• установлено количество испытуемых изделий (выборка) для каждого испытания;
• определена периодичность проведения испытаний;
• выбраны средства испытаний, средства измерений;
• определены требования к метрологическому обеспечению процесса испытаний;
• разработан состав правил техники безопасности и производственной санитарии при проведении испытаний.