Analisis Kegagalan Kelelahan dan Pencegahan Gelombang Pegas

I.Pendahuluan

Meskipun industri pegas adalah industri kecil di seluruh industri manufaktur mesin, perannya tidak dapat dianggap remeh.Dengan semakin terbukanya tingkat keterbukaan

Dengan semakin mendalamnya otomasi industri, peralatan industri impor seperti manufaktur mesin, otomotif, petrokimia, dan listrik telah diterapkan secara luas di Tiongkok. Sejalan dengan itu, kami juga telah mempelajari tentang beberapa jenis komponen baru dengan kinerja yang unggul, dan pegas gelombang multi-lapis adalah jenis elastis yang relatif baru elemen.

Pegas gelombang satu lapis yang umum adalah elemen elastis dengan beberapa puncak dan lembah pada cincin logam.Pegas gelombang multilapis tampaknya terdiri dari beberapa pegas gelombang satu lapis yang umum, namun perbedaannya adalah tidak hanya ditumpuk, tetapi diproses melalui proses penggulungan kontinu khusus.

II.Klasifikasi dan prinsip kerja

Pegas gelombang biasanya dibagi menjadi: a, pegas gelombang satu lapis,

Tipe tertutup satu lapis pegas gelombang dalam bentuk "O", pegas gelombang tipe terbuka satu lapis dalam bentuk "C"; b.Pegas bentuk gelombang puncak-ke-puncak (seri) multi-lapis; c.Tipe puncak bertumpuk multi-lapisan, juga dikenal sebagai tipe bersarang (paralel); Pegas bentuk gelombang satu lapis: cocok untuk perpindahan pendek dan kondisi kerja elastisitas sedang-rendah, dengan keandalan yang baik dan prinsip kerja yang tinggi: pegas bentuk gelombang memiliki keakuratan prinsip kerja ganda pegas silinder dan pegas cakram. Pegas bentuk gelombang multi-lapis tipe puncak ke puncak (seri): nilai elastisitas berbanding terbalik dengan jumlah putaran, yang terutama digunakan pada perpindahan besar, persyaratan elastisitas sedang-rendah, dan merupakan pengganti pegas silinder. Jenis bersarang (paralel): nilai gaya pegas sebanding dengan jumlah putaran, yang dapat mempertahankan semua karakteristik yang tepat dari pegas bentuk gelombang sekaligus menghasilkan elastisitas yang sangat besar.Dalam banyak kasus, pegas bentuk gelombang yang bersarang (paralel) dapat digunakan sebagai pengganti pegas cakram.

Pengaruh material dan suhu terhadap kegagalan lelah adalah sama untuk material yang sama: material dengan struktur butiran halus memiliki kekuatan luluh dan ketahanan lelah yang lebih tinggi dibandingkan material dengan struktur butiran kasar; perlakuan penguatan permukaan memiliki umur kelelahan yang jauh lebih tinggi dibandingkan perlakuan tanpa penguatan; semakin kecil kekasaran permukaan material, semakin rendah konsentrasi tegangannya, dan semakin tinggi kekuatan lelahnya; bahan dengan cacat metalurgi juga akan sangat mengurangi umur kelelahan, yang mengakibatkan kegagalan kelelahan dini pada pegas. Pegas gelombang yang dihasilkan dengan baja pegas biasa memiliki elastisitas, konduktivitas listrik, dan ketahanan aus yang baik. Pada suhu normal (suhu 200), kegagalan kelelahan pegas berada dalam kisaran normal.Namun, seiring dengan meningkatnya suhu, elastisitas pegas akan berkurang secara bertahap, dan fenomena kegagalan akan meningkat secara signifikan.

Pegas gelombang yang diproses dengan bahan baja tahan karat memiliki umur kelelahan yang tinggi dan ketahanan yang baik terhadap relaksasi, sedangkan baja tahan karat juga memiliki ketahanan korosi yang tinggi, non-magnetik dan karakteristik lainnya. Umumnya, baja tahan karat akan rusak ketika suhu lebih tinggi dari 400, tetapi baja tahan karat khusus memiliki ketahanan korosi yang tinggi, karakteristik non-magnetik dan lainnya, dan bahkan ketika suhu kerja mencapai 650, ia masih memiliki ketahanan yang tinggi terhadap relaksasi dan kelelahan, menjadikannya material yang tak tergantikan di lingkungan kerja khusus.

Keempat, pencegahan kegagalan kelelahan pegas gelombang

Berikut ini adalah rumus penghitungan beban dan tegangan pegas gelombang. Rumus tersebut dapat kita gunakan untuk merancang tegangan pegas gelombang yang akan digunakan dalam kondisi tegangan rendah, sehingga kecil kemungkinan terjadinya kegagalan kelelahan pegas gelombang.

(1) Rumus perhitungan untuk pegas gelombang satu lapis: f=PKDm/Ebt3N4*ID/OD

S=3IIPDm/4bt2N2;

(2) Rumus perhitungan untuk rangkaian multilapis atau pegas bentuk gelombang puncak ke puncak: f=PKDm3Z/Ebt3N4*ID/OD;

S=3IIPDm/4bt2N2

(3) Tipe puncak berlapis banyak, juga dikenal sebagai rumus perhitungan pegas gelombang tipe bersarang atau paralel; F=PKDm3/Ebt3N4Z*IDOD;

S=3IIPDm/4bt2N2Z;

Dimana: f=perpindahan; P=beban; K=koefisien multi-putaran; Dm=diameter rata-rata; Z=jumlah putaran; E = modulus elastis; b=lebar bahan;

t=ketebalan bahan; N=bilangan gelombang; ID = diameter dalam; OD = diameter luar; S = tegangan lentur; Melalui uji kelelahan pada pegas gelombang, kami menemukan bahwa umur kelelahan pegas gelombang jauh lebih besar dari 500.000 kali, biasanya melebihi 1 juta kali. Diameter luar D=137mm, diameter dalam d=125mm, ketebalan t=0,8mm, tinggi puncak H=6mm, dan perpindahan kerja 3,5mm, nilai gaya kerja F=1225N.Spesifikasi pegas gelombang ini telah digunakan oleh perusahaan petrokimia selama lebih dari tiga tahun, dan umur pegas telah mencapai 1,8 juta kali lipat, dan beberapa bahkan memiliki umur yang lebih tinggi.

Oleh karena itu, saat merancang pegas gelombang, kita harus memilih tinggi puncak dan ketebalan material yang masuk akal berdasarkan beban dan perpindahan, mengontrol tegangan pegas gelombang secara efektif, dan menggunakan nomor gelombang yang dapat disesuaikan untuk mengontrol kegagalan lelah pegas gelombang dengan lebih efektif.