Файл: Радчик А.С. Пружины и рессоры.pdf

стоянной деформации. Ползучесть обусловливает временную нестабильность характеристики пружины, что может при­ вести к функциональному расстройству агрегата, а в неко­ торых случаях — к аварии.

Характер нагрузки пружины по времени может быть раз­ личным. Из всего многообразия законов нагружения оста­ новимся на трех наиболее характерных.

венным приложением-и снятием с возникновением значитель­

периодичностью действия. Характерные циклы в координа­ тах напряжение — время представлены на рис. 3. Основные

11

среднее напряжение

Материалы. Допускаемые напряжения

Ма т е р и а л пружин должен удовлетворять комплексу разнообразных требований, продиктованных условиями ра­ боты и изготовления пружины. Это прежде всего высокие прочностные характеристики, дающие возможность проекти­ ровать пружины с минимальными весом и размерами. Поэтому желательно применение таких материалов, предел упругости которых приближается к их временному сопро-- тивлению.

Материал пружин, работающих при циклической и удар­ ной нагрузках, должен обладать высокими пределом вы­ носливости и ударной вязкостью. Наконец, все пружины независимо от характера воспринимаемой нагрузки должны длительно сохранять свою геометрию и характеристику, что обеспечивается релаксационной стойкостью материала. Это требование, равно как и требование максимального увели­ чения предела упругости, особенно важно при работе пружин в условиях высоких температур (свыше 120° С). Если пружина работает в агрессивных средах, материал должен обладать высокой коррозионной стойкостью.

12

Требования к материалу, определяемые технологией из­ готовления пружины, включают в себя: достаточную пла­ стичность (для осуществления навивки, штамповки, заневоливания), хорошую прокаливаемость (для равномерной термообработки по всему объему), отсутствие склонности

Для изготовления пружин применяется стальная угле­ родистая холоднотянутая (рояльная) проволока круглого сечения диаметром от 0,14 до 8 мм, стальная пружинная хо­ лоднокатаная лента, качественная рессорно-пружинная го­ рячекатаная сортовая сталь, сплавы цветных металлов.

Углеродистая холоднотянутая проволока (ГОСТ 9389—60) широко применяется в машиностроении благодаря высоким упругим свойствам и простоте термообработки. Упру­ гость проволоки достигается в процессе изготовления — патентирования и волочения. Процесс патентирования заклю­ чается в протягивании проволоки, предварительно нагретой до температуры, соответствующей аустенитному. превраще­ нию, через расплав свинца. Последующее волочение спо­ собствует образованию тонкой структуры на поверхности проволоки в результате наклепа.

Навивку пружин из этой проволоки производят в холод­ ном состоянии, после чего их подвергают лишь невысокому (200—300° С) отпуску, снимающему внутренние напряжения.

Пружины, изготовленные из холоднотянутой пружинной проволоки класса прочности I , могут работать в интервале

13

Таблица 2

Временное сопротивление аъ. кГ/мм2, стальной углеродистой пружинной проволоки (по ГОСТ 9389—ѲО)

14

коррозионностойкую и жаростойкую сталь (ГОСТ 5949—61), а также специальные сплавы. Навивку пружин из этой про­ волоки производят либо в холодном состоянии (в этом случае проволоку перед навивкой тщательно отжигают), либо в го­

получили относительно дешевые углеродистые стали, предел упругости которых возрастает с увеличением содержания углерода. Однако глубина прокаливания этих сталей накла­ дывает ограничения на размеры заготовок: для полосового

обладают легированные стали, предел упругости которых приближается к временному сопротивлению.

Марганцовые стали в малой степени подвержены поверх­ ностному обезуглероживанию, благодаря чему диаметр заготовок может достигать 20 мм. К недостаткам этой стали относится повышенная чувствительность к перегревам, склонность к отпускной хрупкости и образованию закалоч­ ных трещин, что в значительной степени снижает ударную вязкость и упругие характеристики проволоки.

15