Перед конструированием пружины сжатия всегда следует уточнить, является ли предполагаемый тип напряжения статическим, квазистатическим или динамическим.
Статические или квазистатические нагрузки
Постоянная (статическая) нагрузка во времени или нагрузка, которая изменяется во времени с менее чем 10000 ходов при общем или малых напряжениях хода до 0,1 x непрерывной силы хода (τkh = τk2 -τk1).
Картинная галерея
Динамическое напряжение
Динамическая нагрузка на пружины представляет собой изменяющиеся во времени нагрузки с более чем 10000 изменениями нагрузки или напряжениями хода более 0,1 x непрерывной силы хода (τkh) с постоянным и переменным натяжением хода. Пружина обычно предварительно нагружена и подвергается периодическим пороговым нагрузкам синусоидальной формы, что происходит случайно (стохастически), как в случае автомобильной подвески.
В зависимости от необходимого количества рабочих циклов «N» без поломок, различают:
1. Диапазон усталостной прочности при циклах нагружения
N ≥ 10 7 для пружин холодной штамповки
N ≥ 2 x 10 6 для термоформованных пружин
с напряжением хода меньше усталостной прочности.
2. Диапазон усталостной прочности при циклах нагрузки
N <10 7 для пружин холодной штамповки
N <2 x 10 6 для пружин горячей штамповки
С напряжением хода больше, чем постоянная сила удара, и меньше, чем сила временного хода.
Существующее напряжение сдвига определяется следующим образом:
Описание Формула символов пружины сжатия
Для пружин сжатия с динамическим напряжением применяется скорректированное напряжение сдвига из-за результирующего увеличения натяжения. С помощью поправочного коэффициента k на натяжение, который зависит от коэффициента намотки (отношения среднего диаметра к толщине проволоки) пружины, можно определить приблизительное максимальное натяжение.
Исправленное напряжение сдвига:
τk1 = k · τ1 ≤ τko
τk2 = k · τ2 ≤ τko
где для к (по горным дорогам)
Допустимое верхнее натяжение τko считывается для каждого типа пружинного материала из диаграммы усталостной прочности (диаграмма Гудмана) из DIN EN 13906-1 (Рис. 12 - Рис. 22).
Требуемый рабочий ход не должен превышать выносливости (τkh):
τkh = τk2 - τk1 ≤ τkhzul
С помощью программы расчета пружин Gutekunst WinFSB можно рассчитать каждую рассчитанную пружину сжатия для динамических приложений. Все, что вам нужно сделать, это активировать опции «постоянный» и «дробеструйный» Динамические значения и диаграмма Гудмана отображаются в области «Напряжение».
Важный
Чтобы учесть суперпозицию напряжений из-за собственных колебаний тела пружины в случае динамически нагруженной пружины сжатия, следует также проверить натяжение блока τczul.
Пружины сжатия при динамическом напряжении должны быть подвергнуты дробеструйной обработке перед использованием. Краевые слои поверхности уплотняются дробеструйной обработкой, так что достигается гораздо лучшая прочность на выносливость.
Проволока из обычной пружинной стали EN 10270-1DH и SH особенно подходит для долговечности пружины сжатия, а также проволоки пружин клапанов EN 10270-2-VDC, -VDSiCr и -VDCrV для применения в условиях высокой динамики.