Примечание. Указанная выносливость не распространяется на зацепы пружин растяжения.
2. Разряды пружин (по ГОСТ 13764-86)
Класс пружин |
Разряд пружин |
Вид пружин |
Сила пружины при максимальной деформации |
Диаметр проволоки (прутка) |
Материал |
Твердость после термообработки HRC |
Максимальное касательное напряжение при кручении τ3 , МПа |
Требование к упрочнению |
Стандарт на основные параметры витков пружин |
|
Марка стали |
Стандарт на заготовку |
|||||||||
1 | 1 | Одножильные сжатия и растяжения | 1,00-850 | 0,2-5,0 | По ГОСТ 1050-88 и ГОСТ 1435-90 |
Проволока класса 1 по ГОСТ 9389-75 | - | 0.3Rm |
Для повышения циклической стойкости рекомендуется упрочнение дробью |
ГОСТ 13766-86 |
2 | 1,00-800 | Проволока класса 2 и 2А по ГОСТ 9389-75 |
ГОСТ 13767-86 |
|||||||
22,4-800 | 1,2-5,0 | 51ХФА по ГОСТ 14959-79 | Проволока по ГОСТ 1071-81 | 0.32Rm | ||||||
3 | 140-6000 | 3,0-12,0 | 60С2А; 65С2ВА; 70СЗА по ГОСТ 14959-79 | Проволока по ГОСТ 14963-78 | 47.5-53.5 | 560 | ГОСТ 13768-86 | |||
1ХФА по ГОСТ 14959-79 | 45.5-51.5 | |||||||||
4 |
2800-180000 |
14-70 |
60С2А; 65С2ВА; 70СЗА; 60С2; 60С2ХА; 60С2ХФА; 51ХФА по ГОСТ 14959-79 |
Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590-88 | 44.0-51.5 | 480 | ГОСТ 13769-86 | |||
II |
1 |
Одножильные сжатия и растяжения |
1,50-1400 |
0,2 - 5,0 |
По ГОСТ 1050-88 и ГОСТ 1435-90 |
Проволока класса 1 по ГОСТ 9389-75 |
- |
0,5 Rm |
Для повышения циклической стойкости рекомендуется упрочнение дробью |
ГОСТ 13770-86. |
2 |
1,25-1250 |
Проволока классов 2 и 2А по ГОСТ 9389-75 |
ГОСТ 13771-86 |
|||||||
37,5-1250 |
1,2 - 5,0 |
51ХФА по ГОСТ 14959-79 |
Проволока по ГОСТ 1071-81 |
0,52 Rm |
||||||
3 |
236-10000 |
3,0 - 12,0 |
60С2А; 65С2ВА по ГОСТ14959-79 |
Проволока по ГОСТ 14963-78 |
47,5 - 53,5 |
960 |
ГОСТ 13772-86 |
|||
65Гпо ГОСТ 1050-88 |
Проволока по ГОСТ 2771-81 |
|||||||||
51ХФА по ГОСТ 14959-79 |
Проволока по ГОСТ 14963-78 |
45,5 - 51,5 |
||||||||
4 |
4500-280000 |
14-70 |
6ОС2А; 60С2; 65С2ВА; 70СЗА; 51ХФА; 65Г; 60С2ХФА; 60С2ХА по ГОСТ14959-79 |
Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590-88 |
44,0 - 51,5 |
800 |
ГОСТ 13773-86 |
|||
III |
1 |
Трехжильные сжатия |
12,5-1000 |
0,3 - 2,8 |
По ГОСТ 1050-88, ГОСТ 1435-90 |
Проволока |
- |
0,6 Rm |
|
ГОСТ 13774-86 |
2 |
Одножильные сжатия |
315-14000 |
3,0 - 12,0 |
60С2А; 65С2ВА; 70СЗА по ГОСТ14959-79 |
Проволока по ГОСТ 14963-78 |
54,5 - 58,0 |
1350 |
Обязательно упрочнение дробью |
ГОСТ 13775-86 |
|
3 |
6000-20000 |
14-25 |
60С2А; 65С2ВА; 70СЗА по ГОСТ 14959-79 |
Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590-88 |
51,5 - 56,0 |
1050 |
ГОСТ 13776-86 |
Примечания: 1. Максимальное касательное напряжение при кручении приведено с учетом кривизны витков.
2. Rm - предел прочности пружинных материалов
Возрастания разности τ3 ~ τ2 обусловливают увеличение выносливости и стойкости циклических пружин всех классов при одновременном возрастании размеров узлов. Уменьшение разностей τ3 - τ2 сопровождается обратными изменениями служебных качеств и размеров пространств в механизмах для размещения пружин. Для пружин I класса расчетные напряжения и свойства металла регламентированы так, что при vmax / vk < 1 обусловленная выносливость пружин при действии силы F1 (сила пружины при предварительной деформации) не менее 0,2 F3 (сила пружины при максимальной деформации) обеспечивается при всех осуществимых расположениях и величинах рабочих участков на силовых диаграммах разности напряжений τ3 - τ2 и τ2 - τ1 (касательное напряжение при предварительной деформации).
Циклические пружины II класса при vmax / vk < 1 в зависимости от расположения и размера рабочих участков могут быть поставлены в условия как неограниченной, так и ограниченной выносливости.
Циклические пружины III класса при всех отношениях vmax / vk и относительном инерционном зазоре пружин d не более 0,4 характеризуются ограниченной выносливостью, поскольку они рассчитаны на предельно высокие касательные напряжения кручения, к которым при vmax / vk > 1 добавляются контактные напряжения от соударения витков. Все статические пружины, длительно пребывающие в деформированном состоянии и периодически нагружаемые со скоростью vmax / vk относятся ко II классу. Вводимые ограничения расчетных напряжений и свойств проволоки (см. табл. 2) обеспечивают неограниченную стойкость статических пружин при остаточных деформациях не более 15 % максимальной деформации s3. Допустимые остаточные деформации статических пружин регламентируются координацией сил пружины при рабочей деформации s3 на силовых диаграммах, причем увеличение разности F3 - F2 способствует уменьшению остаточных деформаций. Технологические средства регулирования выносливости и стойкости пружин определяются документацией на технические требования.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРУЖИН
Проволока стальная углеродистая пружинная по ГОСТ 9389-75. Стандарт распространяется на стальную углеродистую холоднотянутую проволоку, применяемую для изготовления пружин, навиваемых в холодном состоянии и не подвергаемых закалке.
Проволока изготовляется:
по механическим свойствам: марок А, Б, В; классов 1, 2, 2А, 3 (рекомендации по применению пружинной проволоки в зависимости от марок и классов приведены в табл. 3);
по точности изготовления: нормальной точности; повышенной точности П.
Проволока классов 1, 2, 3 изготовляется нормальной и повышенной точности, класса 2А - повышенной точности. Диаметры проволоки и масса 1000 м проволоки указаны в табл. 4.
3. Рекомендации по применению пружинной проволоки по ГОСТ 9389-75
Марка |
Класс прочности |
Условия применения |
А |
1 |
Для пружин K не более 0,10 |
Б |
1, 2, 2А, 3 |
Для пружин K не более 0,17 |
В |
1,2, 2А, 3 |
Для пружин К не более 0,30 |
Примечание. Относительный показатель разбега прочности К рассчитывают по формуле K= Δsв/sв,
где Δsв - разбег временного сопротивления разрыву в партии, Н/мм2; sв - минимальное значение временного сопротивления разрыву в классе, Н/мм2
4. Диаметры проволоки и теоретическая масса 1000 м проволоки
Диаметр |
Масса |
Диаметр |
Масса |
0,14 |
0,1208 |
1,50 |
13,87 |
0,15 |
0,1387 |
1,60 |
15,78 |
0,16 |
0,1578 |
1,70 |
17,82 |
0,18 |
0,1994 |
1,80 |
19,94 |
0,20 |
0,2465 |
1,90 |
22,26 |
0,22 |
0,298 |
2,00 |
24,65 |
0,25 |
0,385 |
2,10 |
27,19 |
0,28 |
0,484 |
2,20 |
29,83 |
0,30 |
0,555 |
2,30 |
32,58 |
0,32 |
0,631 |
2,50 |
38,54 |
0,36 |
0,80 |
2,80 |
48,36 |
0,40 |
0,99 |
3,00 |
55,50 |
0,45 |
1,25 |
3,20 |
63,11 |
0,50 |
1,54 |
3,40 |
71,28 |
0,56 |
1,93 |
3,50 |
75,52 |
0,60 |
2,22 |
3,60 |
79,9 |
0,63 |
2,45 |
4,00 |
98,7 |
0,70 |
3,02 |
4,20 |
108,7 |
0,75 |
3,47 |
4,50 |
124,8 |
0,80 |
3,95 |
5,00 |
154,2 |
0,85 |
4,45 |
5,60 |
193,3 |
0,90 |
4,99 |
6,00 |
221,9 |
1,00 |
6,17 |
6,30 |
244,4 |
1,10 |
7,46 |
6,50 |
260,5 |
1,20 |
8,88 |
6,70 |
276,8 |
1,30 |
10,42 |
7,00 |
302,1 |
1,40 |
12,08 |
7,50 |
346,8 |
|
|
8,00 |
394,6 |
Механические свойства проволоки приведены в табл. 5.
Примеры обозначений: Проволока марки А, 1 класса, повышенной точности, диаметром 1,20 мм:
Проволока А-1-П-1, 20 ГОСТ 9389-75
То же, марки Б, 3 класса, нормальной точности, диаметром 2,00 мм:
Проволока Б-3-2,00, ГОСТ9389-75
Сталь марки 65Г. Повышенная склонность к образованию закалочных трещин. Применяют с целью удешевления продукции для изделий массового производства в случаях, когда поломки пружин не вызывают нарушения функционирования деталей механизмов и замена пружин нетрудоемка.
Сталь марки 51ХФА. Повышенная теплоустойчивость. Закаливается на твердость не более 53HRC. Благодаря высоким упругим и вязким свойствам служит лучшим материалом для пружин класса 1. Для пружин класса 3 непригодна по причине недостаточной твердости.
Сталь марки 60С2А, 60С2. Высокие упругие и вязкие свойства. Повышенная склонность к графитизации и недостаточная прокаливаемость при сечениях
d > 20 мм. Широко применяют для пружин классов 1 и 2. Для пружин класса 3 назначают при vmax < 6 м/с.
Сталь марки 65С2ВА. Высокие упругие свойства и вязкость. Повышенная прокаливаемость. Служит лучшим материалом для пружин класса 3. Применяют при vmax > 6 м/с.
Сталь марки 60С2ХФА. Высокая прокали-ваемость, малая склонность к росту зерна и обезуглероживанию при нагреве (по сравнению со сталью 60С2А), повышенные вязкость, жаропрочность и хладостойкость, хорошая циклическая прочность и релаксационная стойкость в широком диапазоне циклических изменений температур. Предпочтительное применение в сечениях проволоки от 30 мм и выше.
Сталь марки 70СЗА. Повышенная прокаливаемость. Обладает склонностью к графитизации. Преимущественное применение при диаметрах проволоки d £ 20 мм. Заменителем служит сталь 60С2Н2А.
Примечание. Преимущественное практическое использование пружин из стали 51ХФА определяется интервалом температур от - 180 до +250 °С, из стали 60С2ХФА от - 100 до +250 °С, из проволоки класса 2А по ГОСТ 9389-75 от - 180 до+120 °С, из сталей 65Г, 70СЗА, 60С2А, 65С2ВА и из проволоки класса 1 по ГОСТ 9389-75 от - 60 до + 120 °С. В случаях использования пружин при более высоких температурах рекомендуется учитывать температурные изменения модуля.
Специальная стальная легированная пружинная проволока (по ГОСТ 14963-78). Предназначена для изготовления пружин, подвергающихся после навивки термической обработке (закалке и отпуску).
Проволоку подразделяют:
по способу изготовления и качеству отделки поверхности на группы: со специальной отделкой поверхности путем удаления поверхностного слоя - А, Б, В, Г, Е; без специальной отделки поверхности Н;
по точности изготовления: нормальной точности; повышенной точности П;
по назначению: для пружин холодной навивки ХН; для пружин горячей навивки ГН;
по механическим свойствам, качеству поверхности на классы: 1 - для пружин ответственного назначения; 2 - для пружин общего назначения.
Номинальные диаметры проволоки, мм: 0,5; 0,56; 0,60; 0,63; 0,71; 0,80; 0,90; 1,10; 1,20; 1,25; 1,30; 1,40; 1,50; 1,60; 1,80; 2,0; 2,20; 2,50; 2,80; 3,00; 3,20; 3,50; 3,80; 4,00; 4,20; 4,50; 4,80; 5,00; 5,50; 5,60; 6,00; 6,20; 6,30; 6,50; 7,00; 7,10; 7,50; 8,00; 8,50; 9,00; 9,50; 10,00; 11,00; 11,20; 11,50; 12,00; 12,50; 13,00; 14,00.
Проволока групп А, Б, В, Г должна изготовляться диаметром 1-14 мм, проволока групп Е, Н - диаметром 0,5-14,0 мм.
Пример обозначения проволоки из стали марки 51ХФА, со специальной отделкой поверхности, полированной, группы А, повышенной точности, 1 класса для пружин холодной навивки, диаметром 1,80 мм:
Проволока 51ХФА-А-П-1-ХН-1,80 ГОСТ 14963-78
Технические требования. Проволока должна изготовляться из стали марок 51ХФА, 60С2А, 65С2ВА, 70СЗА по ГОСТ 14959-79.
Временное сопротивление разрыву проволоки для пружин холодной навивки должно быть не более 1029, 5 МПа.
5. Механические свойства пружинной проволоки по ГОСТ 9389-75 в ред. 1990 г.
Диаметр |
Временное сопротивление разрыву, Н/мм2 |
Разбег временного сопротивления разрыву в партии, Н/мм2, не более |
Число скручиваний, не менее |
|||||||||||||
Марка А |
Марка Б |
Марка В |
Марка А, Б |
Марка В |
||||||||||||
Класс 1 |
Класс 2, 2А |
Класс 3 |
Класс |
Класс |
||||||||||||
1 |
1, 2, 2А,3 |
1 |
2, 2А |
3 |
1 |
2 |
2А |
3 |
1 |
2 |
2А |
3 |
||||
0,20 |
2700-3040 |
2260-2700 |
1770-2260 |
300 | 300 |
340 |
440 | 490 |
30 |
30 |
32 |
30 | 30 | 30 | 32 |
30 |
0,22 |
2700-3040 |
2260-2700 |
1770-2260 |
300 |
300 |
340 |
440 |
490 |
29 |
29 |
32 |
29 |
29 |
29 |
32 |
29 |
0,25 |
2700-3040 |
2260-2700 |
1770-2260 |
300 |
300 |
340 |
440 |
490 |
27 |
27 |
32 |
27 |
27 |
27 |
32 |
27 |
0,28 |
2700-3040 |
2260-2700 |
1770-2260 |
290 |
290 |
340 |
440 |
490 |
26 |
26 |
31 |
26 |
26 |
26 |
31 |
26 |
0,30 |
2700-3040 |
2260-2700 |
1770-2260 |
280 |
280 |
340 |
440 |
490 |
23 |
23 |
31 |
23 |
23 |
23 |
31 |
23 |
0,32 |
2650-2990 |
2210-2650 |
1720-2210 |
270 |
280 |
340 |
440 |
490 |
22 |
22 |
30 |
22 |
22 |
22 |
30 |
22 |
0,36 |
Справочник конструктора - Все что нужно любому конструктору! ©2008-2024
|