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彈簧材料的選擇
彈簧材料的選擇,應(yīng)根據(jù)彈簧承受載荷的性質(zhì)、應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)力大小、工作溫度、環(huán)境介質(zhì)、使用壽命、對導(dǎo)電導(dǎo)磁的要求、工藝性能、材料來源和價格等因素確定。
在確定材料截面形狀和尺寸時,應(yīng)當優(yōu)先選用國家標準和部頒標準所規(guī)定的系列尺寸,盡量避免選用非標準系列規(guī)格的材料。
中、小型彈簧,特別是螺旋拉伸彈簧,應(yīng)當優(yōu)先用經(jīng)過強化處理的鋼絲,鉛浴等溫冷拔鋼絲和油淬火回火鋼絲,具有較高的強度和良好表面質(zhì)量,疲勞性能高于普通淬火回火鋼絲,加工簡單,工藝性好,質(zhì)量穩(wěn)定。
碳素彈簧鋼絲和琴鋼絲冷拔后產(chǎn)生較大的剩余應(yīng)力,加工彈簧后,存在較大的剩余應(yīng)力,回火后尺寸變化較大,難以控制尺寸精度。油淬火回火鋼絲是在鋼絲是在鋼絲拉拔到規(guī)定尺寸后進行調(diào)制強化處理,基本上沒有剩余應(yīng)力存在,成型彈簧后經(jīng)低溫回火,尺寸變化很小,耐熱穩(wěn)定性好于冷拔強化鋼絲。
大中型彈簧,對于載荷精度和應(yīng)力較高的應(yīng)選用冷拔材或冷拔后磨光鋼材。對于載荷精度和應(yīng)力較低的彈簧,可選用熱軋鋼材。
鋼板彈簧一般選用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB等牌號的扁鋼。
螺旋彈簧的材料截面,應(yīng)優(yōu)先選用圓形截面。正方形和矩形截面材料,承受能力較強,抗沖擊性能好,又可使彈簧小型化,但材料來源少。且價格較高,除特殊需要外,一般盡量不選用這種材料。近年來,研制用圓鋼絲軋扁代替梯形鋼絲,取得了很好的效果。
在高溫下工作的彈簧材料,要求強度有較好的熱穩(wěn)定性、抗松弛或蠕變能力、抗氧化能力、耐一定介質(zhì)腐蝕能力。
彈簧的工作溫度升高,彈簧材料的彈性模量下降,導(dǎo)致剛度下降,承載能力變小。因此,在高溫下工作的彈簧必須了解彈性模量的變化率(值),計算彈簧承載能力下降對使用性能的影響。按照GB1239規(guī)定,普通螺旋彈簧工作溫度超過60℃時,應(yīng)對切變模量進行修正,其公式為:Gt=KtG 式中G——常溫下的彈性模量;Gt——工作溫度t下的切變模量;Kt——溫度修正系數(shù)按表2—98選取。
在確定材料截面形狀和尺寸時,應(yīng)當優(yōu)先選用國家標準和部頒標準所規(guī)定的系列尺寸,盡量避免選用非標準系列規(guī)格的材料。
中、小型彈簧,特別是螺旋拉伸彈簧,應(yīng)當優(yōu)先用經(jīng)過強化處理的鋼絲,鉛浴等溫冷拔鋼絲和油淬火回火鋼絲,具有較高的強度和良好表面質(zhì)量,疲勞性能高于普通淬火回火鋼絲,加工簡單,工藝性好,質(zhì)量穩(wěn)定。
碳素彈簧鋼絲和琴鋼絲冷拔后產(chǎn)生較大的剩余應(yīng)力,加工彈簧后,存在較大的剩余應(yīng)力,回火后尺寸變化較大,難以控制尺寸精度。油淬火回火鋼絲是在鋼絲是在鋼絲拉拔到規(guī)定尺寸后進行調(diào)制強化處理,基本上沒有剩余應(yīng)力存在,成型彈簧后經(jīng)低溫回火,尺寸變化很小,耐熱穩(wěn)定性好于冷拔強化鋼絲。
大中型彈簧,對于載荷精度和應(yīng)力較高的應(yīng)選用冷拔材或冷拔后磨光鋼材。對于載荷精度和應(yīng)力較低的彈簧,可選用熱軋鋼材。
鋼板彈簧一般選用55Si2Mn、60Si2MnA、55SiMnVB、55SiMnMoV、60CrMn、60CrMnB等牌號的扁鋼。
螺旋彈簧的材料截面,應(yīng)優(yōu)先選用圓形截面。正方形和矩形截面材料,承受能力較強,抗沖擊性能好,又可使彈簧小型化,但材料來源少。且價格較高,除特殊需要外,一般盡量不選用這種材料。近年來,研制用圓鋼絲軋扁代替梯形鋼絲,取得了很好的效果。
在高溫下工作的彈簧材料,要求強度有較好的熱穩(wěn)定性、抗松弛或蠕變能力、抗氧化能力、耐一定介質(zhì)腐蝕能力。
彈簧的工作溫度升高,彈簧材料的彈性模量下降,導(dǎo)致剛度下降,承載能力變小。因此,在高溫下工作的彈簧必須了解彈性模量的變化率(值),計算彈簧承載能力下降對使用性能的影響。按照GB1239規(guī)定,普通螺旋彈簧工作溫度超過60℃時,應(yīng)對切變模量進行修正,其公式為:Gt=KtG 式中G——常溫下的彈性模量;Gt——工作溫度t下的切變模量;Kt——溫度修正系數(shù)按表2—98選取。