थकान विफलता विश्लेषण और वेव स्प्रिंग की रोकथाम

I.Introduction 

हालाँकि स्प्रिंग उद्योग संपूर्ण मशीनरी विनिर्माण उद्योग में एक छोटा उद्योग है, लेकिन इसकी भूमिका को कम करके नहीं आंका जा सकता है। खुलेपन की बढ़ती डिग्री के साथ

औद्योगिक स्वचालन के निरंतर गहरा होने के साथ, मशीनरी विनिर्माण, ऑटोमोटिव, पेट्रोकेमिकल और बिजली जैसे आयातित औद्योगिक उपकरण चीन में व्यापक रूप से लागू किए गए हैं। तदनुसार, हमने बेहतर प्रदर्शन वाले कुछ नए प्रकार के घटकों के बारे में भी सीखा है, और मल्टी-लेयर वेव स्प्रिंग्स अपेक्षाकृत नए प्रकार के लोचदार तत्व हैं।

एक सामान्य सिंगल-लेयर वेव स्प्रिंग एक धातु रिंग पर कई चोटियों और घाटियों वाला एक लोचदार तत्व है। एक मल्टी-लेयर वेव स्प्रिंग कई सामान्य सिंगल-लेयर वेव स्प्रिंग्स से बना प्रतीत होता है, लेकिन अंतर यह है कि यह केवल स्टैक्ड नहीं होता है, बल्कि एक विशेष निरंतर घुमावदार प्रक्रिया के माध्यम से संसाधित होता है।

II.वर्गीकरण और कार्य सिद्धांत

वेव स्प्रिंग को आमतौर पर विभाजित किया जाता है: ए, सिंगल-लेयर वेव स्प्रिंग,

"O" के आकार में सिंगल-लेयर क्लोज्ड-टाइप वेवफॉर्म स्प्रिंग, "C" के आकार में सिंगल-लेयर ओपन-टाइप वेवफॉर्म स्प्रिंग; बी.मल्टी-लेयर पीक-टू-पीक (श्रृंखला) तरंगरूप स्प्रिंग; सी.मल्टी-लेयर स्टैक्ड पीक प्रकार, जिसे नेस्टेड (समानांतर) प्रकार के रूप में भी जाना जाता है; सिंगल-लेयर वेवफॉर्म स्प्रिंग: अच्छी विश्वसनीयता और उच्च कार्य सिद्धांत के साथ कम विस्थापन और मध्यम-निम्न लोच वाली कामकाजी परिस्थितियों के लिए उपयुक्त: वेवफॉर्म स्प्रिंग में बेलनाकार स्प्रिंग और डिस्क स्प्रिंग के दोहरे कार्य सिद्धांतों की सटीकता होती है। मल्टी-लेयर वेवफॉर्म स्प्रिंग पीक-टू-पीक (श्रृंखला) प्रकार: लोच मूल्य घुमावों की संख्या के व्युत्क्रमानुपाती होता है, जो मुख्य रूप से बड़े विस्थापन, मध्यम-निम्न लोच आवश्यकताओं में उपयोग किया जाता है, और बेलनाकार स्प्रिंग का एक विकल्प है। नेस्टेड (समानांतर) प्रकार: स्प्रिंग का बल मान घुमावों की संख्या के समानुपाती होता है, जो विशाल लोच उत्पन्न करते हुए तरंग रूप स्प्रिंग की सभी सटीक विशेषताओं को बनाए रख सकता है। कई मामलों में, डिस्क स्प्रिंग के बजाय नेस्टेड (समानांतर) तरंग रूप स्प्रिंग का उपयोग किया जा सकता है।

थकान विफलता पर सामग्री और तापमान का प्रभाव एक ही सामग्री के लिए समान होता है: बारीक अनाज संरचना वाली सामग्रियों में मोटे अनाज संरचना वाली सामग्रियों की तुलना में अधिक उपज शक्ति और थकान लचीलापन होता है; सतह को मजबूत करने वाले उपचार में गैर-मजबूत करने वाले उपचार की तुलना में थकान का जीवन बहुत अधिक होता है; सामग्री की सतह का खुरदरापन जितना छोटा होगा, तनाव की सघनता उतनी ही कम होगी और थकान की ताकत उतनी ही अधिक होगी; धातु संबंधी दोषों वाली सामग्री भी थकान जीवन को काफी कम कर देगी, जिसके परिणामस्वरूप वसंत की प्रारंभिक थकान विफलता होगी। साधारण स्प्रिंग स्टील के साथ उत्पादित तरंग वसंत में अच्छी लोच, विद्युत चालकता और पहनने का प्रतिरोध होता है। सामान्य तापमान (तापमान 200) के तहत, वसंत की थकान विफलता सामान्य सीमा के भीतर होती है। हालांकी, जैसे तापमान बढ़ता है, स्प्रिंग की लोच धीरे-धीरे कम हो जाएगी, और विफलता की घटना काफी बढ़ जाएगी।

स्टेनलेस स्टील सामग्री संसाधित वेव स्प्रिंग में उच्च थकान जीवन और विश्राम के लिए अच्छा प्रतिरोध होता है, जबकि स्टेनलेस स्टील में उच्च संक्षारण प्रतिरोध, गैर-चुंबकीय और अन्य विशेषताएं भी होती हैं। आम तौर पर, तापमान 400 से अधिक होने पर स्टेनलेस स्टील विफल हो जाएगा, लेकिन विशेष स्टेनलेस स्टील में उच्च संक्षारण प्रतिरोध, गैर-चुंबकीय और अन्य विशेषताएं होती हैं, और यहां तक कि जब काम करने का तापमान पहुंच जाता है। 650, इसमें अभी भी विश्राम और थकान के लिए उच्च प्रतिरोध है, जो इसे विशेष कार्य वातावरण में एक अपूरणीय सामग्री बनाता है।

चौथा, वेव स्प्रिंग की थकान विफलता की रोकथाम

वेव स्प्रिंग्स के लिए भार और तनाव गणना सूत्र निम्नलिखित हैं। हम कम तनाव की स्थिति में उपयोग किए जाने वाले तरंग स्प्रिंग्स के तनाव को डिजाइन करने के लिए इन सूत्रों का उपयोग कर सकते हैं, जिससे वेव स्प्रिंग्स की थकान विफलता की संभावना कम हो जाती है।

(1) सिंगल-लेयर वेव स्प्रिंग के लिए गणना सूत्र: f=PKDm/Ebt3N4*ID/OD

S=3IIPDm/4bt2N2;

(2) मल्टी-लेयर सीरीज या पीक-टू-पीक वेवफॉर्म स्प्रिंग्स के लिए गणना सूत्र: f=PKDm3Z/Ebt3N4*ID/OD;

S=3IIPDm/4bt2N2

(3) मल्टी-लेयर पीक प्रकार भी नेस्टेड या समानांतर प्रकार तरंगरूप स्प्रिंग गणना सूत्र के रूप में जाना जाता है; F=PKDm3/Ebt3N4Z*IDOD;

S=3IIPDm/4bt2N2Z;

कहाँ: f=विस्थापन; पी=भार; K=बहु-मोड़ गुणांक; डीएम=औसत व्यास; Z= घुमावों की संख्या; ई=लोचदार मापांक; b=सामग्री की चौड़ाई;

t=सामग्री की मोटाई; एन=वेवेनंबर; आईडी=आंतरिक व्यास; OD=बाहरी व्यास; एस=झुकने का तनाव; वेव स्प्रिंग्स पर थकान परीक्षणों के माध्यम से, हमने पाया है कि वेव स्प्रिंग्स का थकान जीवन 500,000 गुना से अधिक है, सामान्य रूप से 1 मिलियन गुना से अधिक। बाहरी व्यास डी = 137 मिमी, आंतरिक व्यास डी = 125 मिमी, मोटाई टी = 0.8 मिमी, शिखर ऊंचाई एच = 6 मिमी, और कार्य विस्थापन 3.5 मिमी, कार्य बल मूल्य एफ = 1225 एन। तरंग स्प्रिंग के इस विनिर्देश का उपयोग पेट्रोकेमिकल उद्यम द्वारा तीन से अधिक के लिए किया गया है वर्ष, और स्प्रिंग का जीवन 1.8 मिलियन गुना तक पहुंच गया है, और कुछ का जीवन इससे भी अधिक है।

इसलिए, वेव स्प्रिंग को डिजाइन करते समय, हमें भार और विस्थापन के आधार पर एक उचित शिखर ऊंचाई और सामग्री की मोटाई का चयन करना चाहिए, वेव स्प्रिंग के तनाव को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करना चाहिए, और वेव स्प्रिंग की थकान विफलता को अधिक प्रभावी ढंग से नियंत्रित करने के लिए समायोज्य तरंग संख्याओं का उपयोग करना चाहिए।