Заневолить пружину что это
Заневоливание пружин
Заневоливание пружин
Спиральные пружины сжатия, витки которых работают на скручивание, подвергают упрочнению с помощью заневоливания. Упрочнение заневоливанием основано на создании во внешних, наиболее напряженных волокнах витков предварительных напряжений, обратных по знаку рабочим напряжениям.
Заневоливание заключается в сжатии пружины нагрузкой, превышающей рабочую нагрузку и выбираемой с таким расчетом, чтобы напряжения сдвига в крайних волокнах витков превысили предел текучести и чтобы материал на этих участках приобрел остаточные деформации (рис. 857, I). Пружину выдерживают под заневоливающей нагрузкой в течение 36—48 ч, после чего нагрузку снимают.
Упругая отдача сердцевины витков, не подвергшейся остаточным деформациям, создает в деформированных слоях напряжения сдвига, обратные по знаку рабочим напряжениям (рис. 857, II). В самой сердцевине возникают незначительные реактивные напряжения, по знаку одинаковые с рабочими напряжениями.
Если приложить к пружине рабочую нагрузку (рис. 857, III), то в результате сложения рабочих напряжений с предварительно созданными напряжениями сдвига напряжения в крайних волокнах будут существенно меньше тех, которые возникли бы в пружине, не подвергаемой заневоливанию (рис. 857, IV). Реактивные напряжения в сердцевине, складываясь с рабочими напряжениями, создают суммарные напряжения, которые несколько больше напряжений, возникающих в пружине, не подвергаемой заневоливанию.
В итоге сечение витков оказывается напряженным более равномерно, материал витков используется лучше; пик напряжений на окружности витков уменьшается. Иначе говоря, пружина упрочняется. При равенстве нагрузок максимальные напряжения в пружине получаются меньшими, чем в пружине, не подвергаемой заневоливанию; при равенстве максимальных рабочих напряжений пружина может нести более высокую нагрузку, чем пружина, не подвергшаяся заневоливанию.
При заневоливании в результате остаточных деформаций крайних волокон пружина садится; шаг витков и общая длина пружины уменьшаются по сравнению с этими величинами, приданными пружине при навивке. Это обстоятельство следует учитывать при проектировании пружин, подлежащих заневоливанию, назначая первоначальный шаг навивки и первоначальную длину пружины с учетом осадки при заневоливании. После заневоливания недопустима никакая термическая обработка; нагрев уменьшает или сводит на нет полезные остаточные напряжения, полученные при заневоливании.
Заневоливающую нагрузку, осадку при заневоливании и степень упрочнения пружины определяют специальным расчетом или устанавливают опытным путем на пробных образцах.
Заневоливанию подвергают только пружины, работающие при статических нагрузках или при периодических динамических нагрузках с ограниченным общим числом циклов. Пружины, работающие при высокочастотных циклических нагрузках большой длительности, заневоливанию не подвергают, так как резонансные колебания, возникающие при этих условиях, могут создать в заневоленных пружинах повышенные напряжения.
Заневоливание пружины
Что такое заневоливание пружин и для чего оно применяется?
Под процессом Заневоливания пружин понимают выдержку пружины под нагрузкой в течении определенного времени.
В результате заневоливания на 10-20% снижается уровень максимальных эксплуатационных напряжений, а предел упругости существенно увеличивается. Данный процесс положительно сказывается на увеличении запаса прочности пружин.
Холодное заневоливание
Чаще всего заневоливание пружин происходит в холодном состоянии при комнатной температуре. Данный процесс является финишным и происходит после термической обработки. Время нахождения пружин под нагрузкой может варьировать от нескольких минут до 48 часов в зависимости от степени ответственности пружин.
Данный процесс является трудоемким и осуществляется с помощью одно- или многоместных приспособлений в зависимости от партии или размеров пружин. Самым простым примером заневоливания пружины сжатия может служить процесс нагружения пружины на прессе до соприкосновения витков с последующей разгрузкой через несколько часов.
Горячее заневоливание
Одной из самых сложных операций, является горячее заневоливание. Данный процесс служит для стабилизации пружин, работающих при высоких температурах. Время выдержки в печи под нагрузкой не должно превышать двух часов. Температура испытания должна быть на 20-30° выше рабочей, но не должна превышать максимальную рабочую температуру для данного материала, больше чем на 50°.
Холодное заневоливание перед горячим не производится. Время выдержки определяется опытным путем и зависит от геометрии пружины и выбранного материала.
Так как пружины имеют различную форму, приходится изготавливать дополнительную оснастку.
Данные процессы весьма трудоемки и значительно влияют на увеличение стоимости конечных изделий.
Контактное заневоливание
Для повышения эксплуатационных свойств существует еще один метод, который называется «контактным заневоливанием».
Суть метода заключается в приложении кратковременной нагрузки от 10 до 200 P3 холодных или нагретых (до температуры отпуска и более) пружин, изготовленных из пружинной стали.
Время нагрузки составляет от 1 до 5 секунд. При данном методе нагрузку лучше всего прилагать вибрационно, что обеспечивает ее равномерное распределение по сечению витков пружины. Этим обеспечивается повышение стойкости пружины при работе. Уменьшается величина релаксации нагрузки при испытаниях заневоливанием на 48 часов. Длительность операции пластического упрочнения составляет 1-5 сек, что сокращает производственный цикл изготовления пружин.
заневоливание
3.2 заневоливание: Упрочнение пружин одним из следующих методов:
— нагружение пружины до создания в ней напряжений свыше предела текучести и выдержка при этих напряжениях не менее 12 ч;
— многократное обжатие пружины не менее восьми раз с созданием в ней напряжений свыше предела текучести.
3.4 заневоливание: Однократное нагружение (с выдержкой не менее 24 ч) пружины до создания в ней напряжений свыше предела текучести материала или многократное (не менее восьми раз) нагружение идентичной нагрузкой.
Полезное
Смотреть что такое «заневоливание» в других словарях:
заневоливание пружины — Предельное нагружение готовой пружины на длительное время закреплением её в сжатом состоянии до соприкосновения витков. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом … Справочник технического переводчика
ГОСТ 1452-2003: Пружины цилиндрические винтовые тележек и ударно-тяговых приборов подвижного состава железных дорог. Технические условия — Терминология ГОСТ 1452 2003: Пружины цилиндрические винтовые тележек и ударно тяговых приборов подвижного состава железных дорог. Технические условия оригинал документа: 3.1 заказчик: Предприятие (организация), по заявке и (или) контракту с… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 1452-2011: Пружины цилиндрические винтовые тележек и ударно-тяговых приборов подвижного состава железных дорог. Технические условия — Терминология ГОСТ 1452 2011: Пружины цилиндрические винтовые тележек и ударно тяговых приборов подвижного состава железных дорог. Технические условия оригинал документа: 3.7 дробенаклеп: Дробеструйная обработка поверхности пружины с целью… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Упругое последействие и долговечность заневоленных пружин. В.В. ЗАБИЛЬСКИИ. М. М. ИСМАГИЛОВ, И.О. ШАВРИН, Ю. Т. ЯКОВЛЕВ
Упругое последействие и долговечность заневоленных пружин.
В.В.Забильский, М.М. Исмагилов, О.И. Шаврин, Ю.Т. Яковлев
Для повышения несущей способности наиболее ответственные пружины заневоливают при нормальной или повышенной температурах при напряжениях, как правило, превышающих предел текучести. Однако последующая выдержка заневоленных пружин в свободном состоянии приводит к возврату части накопленной пластической деформации, изменению размеров и упругих характеристик пружин. Такой возврат деформации в процессе отдыха часто рассматривают как проявление обратного упругого последействия. Изучение влияния заневоливания на величину деформации обратного упругого последействия пружин имеет важное практическое значение для рационального выбора режимов заневоливания. Кроме того, большой практический интерес представляет изучение влияния заневоливания при повышенной температуре на долговечность пружин.
Деформацию упругого последействия определяли на пружинах, изготовленных из патентированной проволоки (ГОСТ 9389— 75) диаметром 1,2 мм; средний диаметр пружин— 10 мм, число витков — 175 при свободной длине 1100 мм. Такая конструкция пружин была выбрана для получения максимальной деформации упругого последействия. Химический состав стали: 0,9% С, 0,22% Мn, 0,24% Si, по 0,1% Сu, Сr, Ni. Пружины подвергали отпуску при 250°С 30 мин. Для определения обратного упругого последействия l упр измеряли деформацию пружины сразу после заневоливания и после отдыха при комнатной температуре в течение 200 ч.
При сжатии пружин до соприкосновения витков в них возникает остаточная пластическая деформация. При выдержке в заневоленном состоянии остаточная деформация пружин увеличивается вследствие перехода упругой деформации в пластическую. При выдержке пружин в течение 0,1ч при 20° остаточная деформация сдвига составила 0,31%, а при выдержке 24 ч—0,35%. При 100°С изменение длительности заневоливания от 0 до 6 ч привело к увеличению деформации от 0.44 до 0,56%. Влияние длительности выдержки пружин в заневоленном состоянии на деформацию упругого последействия показано на рис, 1. Видно, что, увеличение выдержки пружин от 0 до 1 ч приводит к резкому увеличению деформации упругого последействия, затем ее прирост уменьшается. Процесс накопления пластической деформации при заневоливании имеет такой же характер.
Повышение температуры заневоливания пружин также сопровождается увеличением деформации упругого последействия (рис. 2). Процесс накопления остаточной деформации при этом протекает более интенсивно. Так. при 20°С (выдержка 0,1 ч) остаточная деформация — 0,31%, а при 200°С —0,68%,
Обратное упругое последействие пружин обусловлено наличием остаточных внутренних микронапряжений возникающих в результате заневоливания. При увеличении длительности выдержки и температуры заневоливания остаточная деформация возрастает и повышаются остаточные внутренние микронапряжения. При этом более интенсивно протекает и релаксация остаточных микронапряжений в процессе последующего отдыха, что, в свою очередь, приводит к увеличению деформации упругого последействия.
На практике для получения требуемой остаточной деформации наряду с повышением температуры заневоливания также изменяют шаг и длину пружины-заготовки. Для изучения влияния получаемой при этом остаточной пластической деформации g ост на деформацию упругого последействия дополнительно изготовляли пружины, имеющие в исходном состоянии длину 860 и 1250 мм. Заневоливание пружин такой длины при 20 С с выдержкой 24 ч. позволило получить остаточную деформацию 0,085 и 0,58 % соответственно. С увеличением g ост деформация упругого последействия возрастает практически линейно (рис. 3). Повышение деформации упругого последействия при этом связанно также с увеличением остаточных внутренних микронапряжений. В то же время повышение остаточной пластической деформации в 7 раз (от 0,085 до 58%) приводит к такому же приросту l упр к и увеличение длительности выдержки от 0,1 ч. до 24 ч, когда остаточная деформация увеличивается всего на 13%. Это наблюдается и при выдержке в заневоленном состоянии при повышенной температуре.
Таким образом, чем большая остаточная деформация возникает в следствии выдержки под нагрузкой, тем больше деформация упругого последействия. Возрастания упругого последействия происходит в результате увеличения упругих остаточных микронапряжений при выдержке под нагрузкой и их релаксаций в процессе последующего отдыха, а также в следствии неоднородности напряженного состояния пружин- наличие упругой, упругопластической и пластической зон по сечению витков. При выборе режимов заневоливания и исходной длины пружин, особенно при высоких требованиях к точности и стабильности их упругих свойств, необходимо учитывать явление возврата деформации, возникающей в процессе заневоливания. Для определения Где влияния заневоливания на долговечность пружин проводили усталостные испытания на эксцентриковом стенде с частотой нагружения 1000 циклов/мин при коэффициенте асимметрии R t =0,1. Пружины для испытаний средним диаметром 16 мм, с числом витков8 изготовляли из проволоки диаметром 2 мм. Пружины заневоливали при комнатной температуре с выдержкой 12 часов (контрольные)и при 100 С с выдержкой 30 мин. Для повышения точности настройки по напряжению все пружины индивидуально тестировали; база испытаний составила 2х106 циклов.
Перепечастка без ссылки на источник запрещена!
Pereosnastka.ru
Обработка дерева и металла
Этот метод относится к статическим видам испытаний и дает возможность определить сопротивление ползучести пружин. Зане-воливание производится при помощи специальных приспособлений и заключается в выдержке пружин в сжатом состоянии в течение определенного времени при комнатной или повышенной температуре.
Крупные винтовые пружины надеваются на гладкие оправки, диаметр которых немного меньше внутреннего диаметра пружины, на механических или гидравлических прессах сжимаются до соприкосновения витков и закрепляются чекой, вставляемой в отверстие оправки. Последняя вместе со сжатой пружиной освобождается из-под пресса, и пружина выдерживается в сжатом состоянии заданное время.
Рис. 1. Приспособление для длительного испытания заневоливанием мелких пружин
Для заневоливания мелких винтовых пружин применяются специальные приспособления различных конструкций, одна из которых показана на рис. 1.
Приспособление состоит из нижней плиты, в которой запрессовано около 100 штифтов, и верхней плиты с отверстиями для прохода штифтов. Верхняя плита может быть прижата к нижней плите болтами с гайками. Штифты должны иметь диаметр немного меньше внутреннего диаметра испытуемых пружин. Испытуемые пружины надеваются на штифты приспособления, при помощи верхней плиты сжимаются до соприкосновения витков или заданной высоты; в последнем случае между нижней и верхней плитами устанавливаются ограничители и закрепляются гайками. Сжатые между двумя плитами пружины выдерживаются заданное время. Правильно изготовленная пружина после испытания должна соответствовать чертежу.
Достаточным временем выдержки при комнатной температуре для мелких винтовых пружин обычно считается не менеее трех суток.
Отраслевая нормаль ОН9-301-61 предусматривает два вида заневоливания: длительное и кратковременное.
Длительному заневоливанию подвергаются:
1) пружины, изготовленные по 1, 2 и 3-му классам точности и подвергающиеся в процессе работы непрерывным динамическим нагрузкам или работающие при статических нагрузках (когда поломка их может вызвать аварию механизма в целом или опасна для жизни и здоровья людей), а также пружины, работающие при статических нагрузках, когда они работают с особо высокими напряжениями. Достаточным временем выдержки каждой пружины при комнатной температуре считается не менее 12 ч.
2) пружины, работающие при статических или плавно прилагаемых нагрузках, а также при кратковременных динамических нагрузках, причем продолжительность заневоливания при комнатной температуре для пружин, изготовленных по 1-му классу точности считается не менее 12 ч, а изготовленных по 2 и 3-му классам точности — не менее б ч.
Кратковременному заневоливанию подвергаются пружины неответственного назначения, не влияющие на работу механизма в целом, как, например, пружины защелок, ручных приводов, дверные, матрасные и т. п., изготовленные по 2 и 3-му классам точности. Достаточным временем выдержки при комнатной температуре считается не менее 2—3 мин.
Заневоливанию не подвергаются пружины, изготовленные по 4-му классу точности.