Analisis Kegagalan Keletihan dan Pencegahan Spring Gelombang

I.Pengenalan 

Walaupun industri pegas adalah industri kecil dalam keseluruhan industri pembuatan jentera, peranannya tidak boleh dipandang remeh. Dengan tahap keterbukaan yang semakin meningkat

Dengan pendalaman automasi industri yang berterusan, peralatan industri yang diimport seperti pembuatan jentera, automotif, petrokimia dan kuasa telah digunakan secara meluas di China. Sejajar dengan itu, kami juga telah mengetahui tentang beberapa jenis komponen baharu dengan prestasi unggul, dan pegas gelombang berbilang lapisan ialah jenis elemen elastik yang agak baharu.

pegas gelombang satu lapisan biasa ialah unsur elastik dengan beberapa puncak dan lembah pada gelang logam. pegas gelombang berbilang lapisan nampaknya terdiri daripada beberapa pegas gelombang satu lapisan biasa, tetapi perbezaannya ialah ia bukan sekadar disusun, tetapi diproses melalui proses penggulungan berterusan khas.

II. Klasifikasi dan prinsip kerja

pegas gelombang biasanya dibahagikan kepada: a, pegas gelombang satu lapisan,

pegas bentuk gelombang jenis tertutup satu lapisan dalam bentuk "O", pegas bentuk gelombang jenis terbuka satu lapisan dalam bentuk "C"; b. pegas bentuk gelombang puncak ke puncak (siri) berbilang lapisan; c. Jenis puncak bertindan berbilang lapisan, juga dikenali sebagai jenis bersarang (selari); pegas bentuk gelombang satu lapisan: sesuai untuk keadaan kerja anjakan pendek dan keanjalan sederhana rendah, dengan kebolehpercayaan yang baik dan prinsip kerja yang tinggi: pegas bentuk gelombang mempunyai ketepatan prinsip kerja dwi pegas silinder dan pegas cakera. Jenis pegas bentuk gelombang berbilang lapisan puncak ke puncak (siri): nilai keanjalan adalah berkadar songsang dengan bilangan lilitan, yang digunakan terutamanya dalam anjakan besar, keperluan keanjalan sederhana rendah, dan merupakan pengganti pegas silinder. Jenis bersarang (selari): nilai daya pegas adalah berkadar dengan bilangan lilitan, yang boleh mengekalkan semua ciri-ciri tepat pegas bentuk gelombang sambil menjana keanjalan yang besar. Dalam kebanyakan kes, pegas bentuk gelombang bersarang (selari) boleh digunakan sebagai ganti pegas cakera.

Pengaruh bahan dan suhu pada kegagalan keletihan adalah sama untuk bahan yang sama: bahan dengan struktur butiran halus mempunyai kekuatan hasil dan daya tahan keletihan yang lebih tinggi daripada bahan dengan struktur butiran kasar; rawatan pengukuhan permukaan mempunyai hayat keletihan yang jauh lebih tinggi daripada rawatan tidak menguatkan; semakin kecil kekasaran permukaan bahan, semakin rendah kepekatan tegasan, dan semakin tinggi kekuatan keletihan; bahan dengan kecacatan metalurgi juga akan mengurangkan hayat keletihan dengan banyak, mengakibatkan kegagalan keletihan awal musim bunga. pegas gelombang yang dihasilkan dengan keluli pegas biasa mempunyai keanjalan yang baik, kekonduksian elektrik, dan rintangan haus. Di bawah suhu biasa (suhu 200), kegagalan lesu pegas berada dalam julat normal. Walau bagaimanapun, apabila suhu meningkat, keanjalan pegas akan berkurangan secara beransur-ansur, dan fenomena kegagalan akan meningkat dengan ketara.

Bahan keluli tahan karat yang diproses pegas gelombang mempunyai hayat keletihan yang tinggi dan rintangan yang baik terhadap kelonggaran, manakala keluli tahan karat juga mempunyai rintangan kakisan yang tinggi, bukan magnet dan ciri-ciri lain. Secara amnya, keluli tahan karat akan gagal apabila suhu lebih tinggi daripada 400, tetapi keluli tahan karat khas mempunyai rintangan kakisan yang tinggi, bukan magnet dan ciri-ciri lain, dan walaupun apabila suhu kerja mencapai 650, ia masih mempunyai rintangan yang tinggi terhadap kelonggaran dan keletihan, menjadikannya bahan yang tidak boleh diganti dalam persekitaran kerja khas.

Keempat, pencegahan kegagalan keletihan pegas gelombang

Berikut ialah formula pengiraan beban dan tegasan bagi pegas gelombang. Kita boleh menggunakan formula ini untuk mereka bentuk tegasan pegas gelombang untuk digunakan dalam keadaan tegasan rendah, menjadikan kegagalan keletihan pegas gelombang kurang berkemungkinan.

(1) Formula pengiraan untuk pegas gelombang satu lapisan: f=PKDm/Ebt3N4*ID/OD

S=3IIPDm/4bt2N2;

(2) Formula pengiraan untuk siri berbilang lapisan atau pegas bentuk gelombang puncak ke puncak: f=PKDm3Z/Ebt3N4*ID/OD;

S=3IIPDm/4bt2N2

(3) Jenis puncak berbilang lapisan, juga dikenali sebagai formula pengiraan pegas bentuk gelombang jenis bersarang atau selari; F=PKDm3/Ebt3N4Z*IDOD;

S=3IIPDm/4bt2N2Z;

Di mana: f=anjakan; P=beban; K=pekali berbilang pusingan; Dm=purata diameter; Z=bilangan pusingan; E= modulus keanjalan; b=lebar bahan;

t=ketebalan bahan; N=nombor gelombang; ID=diameter dalam; OD=diameter luar; S=tegasan lentur; Melalui ujian keletihan pada pegas gelombang, kami telah mendapati bahawa hayat keletihan pegas gelombang adalah lebih besar daripada 500,000 kali, biasanya melebihi 1 juta kali. Diameter luar D=137mm, diameter dalam d=125mm, ketebalan t=0.8mm, ketinggian puncak H=6mm, dan anjakan kerja 3.5mm, nilai daya kerja F=1225N. Spesifikasi pegas gelombang ini telah digunakan oleh perusahaan petrokimia selama lebih daripada tiga tahun, dan hayat pegas telah mencapai 1.8 juta kali, malah ada yang mempunyai hayat yang lebih tinggi.

Oleh itu, apabila mereka bentuk pegas gelombang, kita harus memilih ketinggian puncak yang munasabah dan ketebalan bahan berdasarkan beban dan anjakan, mengawal tegasan pegas gelombang dengan berkesan, dan menggunakan nombor gelombang boleh laras untuk mengawal kegagalan keletihan pegas gelombang dengan lebih berkesan.