Способ испытаний пружины

(51)5 Е 16 Г 1/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Остроумов В,П. и др, "Повышение динамической прочности пружин", Москва-Свердловск, Машгиз - 1961, с.65,Метод испытания на долговечность пружин рессорного подвешивания подвижногосостава железных дорог, РТМ 24,009.45-85,М., Министерство тяжелого и транспортного машиностроения.(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ПРУЖИН(57) Использование: в машиностроении, дляэкспериментального определения способИзобретение относится к машиностроению, а именно к определению циклической долговечности пружин.Известен способ испытания пружин на многократно-повторную нагрузку, в том числе на выносливость, Испытываемую пружину надевают на цилиндрический стержень, предварительно сжимают на величину прогиба от статической нагрузки, устанавливают величину амплитуды колебаний, подвижного вдоль продольной оси цилиндрического стержня конца пружины, которому кинематически задают определенную частоту колебаний, например, за счет изменения частоты вращения кривошипа кривошипно-куличного механизма для испытаний пружин на выносливость,Недостатком такого способа является низкая производительность из-за малой чаности пружины сопротивляться воздействию переменных нагрузок, т.е, для определения циклической долговечности пружины, Сущность изобретения: способ испытаний пружины заключается в том, что пружину предварительно проверяют на правильность геометрии, определяют упругую характеристику и напряжения в витках, определяют статический прогиб, сжимают до величины статического прогиба и на подвижном торце создают резонанс-колебания и предотвращения соударений витков, определяют минимально допустимый зазор между колеблющимися витками. После этого регулируют частоту колебаний так, чтобы зазор между витками оставался не меньше допустимого значения, 2 ил. стоты колебаний (1,52,0 Гц), так как коле-ф бания возбуждаются кинематически,Известен способ испытаний пружин на С) циклическую долговечность (сопротивления усталости), при котором определяют способность пружины без разрушения выдержать контрольное число нагружения (не менее 0,5 10 циклов) при заданном для каждого типоразмера пружин режиме работы, Способ заключается в том, что испытываемую пружину предварительно й проверяют на правильность геометрии, определяют упругую характеристику, напряжение в витках и статический прогиб, после чего на месте динамических испытаний, например, на стенде резонансного типа, пружину сжимают на величину статического прогиба и на подвижном торце возбуждают колебания с частотой, соответствующей частоте собственных колебаний системы"стенд-испытываемая пружина", в которойиспытываемая пружина является упругимэлементом, т,е. создают резонансный режим испытаний (616 Гц в зависимости от 5жесткости испытываемой пружины), В результате увеличивается производительность испытаний вследствие сокращениявремени реализации контрольного числациклов нагружения. Кроме того, за счет 10увеличения частоты колебаний в пружиневозрастает уровень сил инерции колеблющихся витков и при этом проявляются скрытыедефекты пружины, которые невозможновыявить при других более мягких (низкочдстотных) режимах испытаний, Испытанияведут до наработки контрольного числа циклов нагружения или до поломки испытываемой пружины,Недостатком способа является и то, ч-о 20при его реализации происходят соударениявитков испытываемой пружины, что искажает характер распределения деформаций инапряжений в витках пружины, снижаетточность, качество испытаний пружины и ее 25циклическую долговечность.Цель изобретения - улучшение качестваи повышение точности испытаний,Поставленная цель достигается тем, чтов способе испытания пружины, заключающемся в том, что испытываемую пружинь,предварительно проверяют на правильность геометрии, определяют упругу:о характеристику, напряжение в витках истатический прогиб, сжимают на величину 35последнего и на подвижном торце возбукдают колебания с заданной амплитудой, согласно изобретению, перед возбуждениемколебаний определяют минимально допустимый зазор между витками по формуле 40 Н =- Н - Нз - Г 1 - Ги+1где Но - высота пружины в свободном состоянии; 4 гНз - высота пружины, сжатой до соприкосновения витков;Г 1 - статический прогиб пружины;Г 2 - максимально расчетная амплитудапрогиба; 50и - число рабочих витков пружины;и+1 - число зазоров между витками пружины с учетом опорных витков, после чего регулируют частоту колебаний на подвижном торце пружины для установки между 55ВИтКаМИ Зазорд НзазНа фиг,1 показана схема, поясняющая установку испытываемых пружин на стенде резонансного типа; на фиг.2 - схема распределения перемещений витков пружиныпроцессе испьтаний,Способ осуществляется следующим образом.Испытываемую пружину проверяют н;правильность геометрической формь, зачищают места под тензорезисторы и производят их наклейку и коммутацию проводовслучае, когда нужно измерять напряжениевитках пружины), производят тарировюпружины, для чего на прессе ступенчат(примерно 20;4 от максимальной - пробно.нагрузки на каждую ступень) нагружаю.пружины до полного соприкосновения ви.ков и одновременно измеряют ее прогибнапряжение в витках на каждой ступени напряжения, строят зависимость прогиба о.нагрузки и определяют действительны.прогиб пружины от статической нагрузкикоторый может отличаться От расчетно;значения.После этого испытываемые пружины(фиг.2) устанавливают между неподвижными 2 и подвижной 3 опорами так, чтобы онбыли сжагы на величину статического проГибд Гс. При этом вьсота каждой испыть вэемой пружины 1 станет равной Н; - Г; гдеНо - вь;сота прух(ины в свободчом состоянии,Подвижная Огопд 3 является ко,о,длинного плеча;(оромысдэ 4. которое шэонирно установлено на Опоре 5 и имеет наконце короткого плеча шарнирно соединенную с ним и.:эйбу 6 с эксцентрично закреп.ленным на ней грузом 7, ПОИ вращениишайбы 6 с угловой скоростью г от груза 7ВОЗНИКаЕТ СИЛЭ ИНЕРЦИИ Риз, КОТСОЯЯ РдСКачивает подвижную опору 3 и опирающийсяна нее подвижный торец каждой из пружи1 с амплитудой ГоПоскольку амплитуда динамическогопрогиба Га заранее определена по методике2), с.4, на подвижнсм торце прукины 1 всзбуждаются колебания с резонансной частотой и амплитудой близкой к Га, При этомвозникают соударения витков пружины, дляисключения которых определяют зазор поформуле, приведенной выше, который должен оставаться между витками колеблющейся с резонансной или близкой к нейчастотой пружины, и регулируют указаннуючастоту колебаний так, чтобы между виткэМИ уСТаНОВИЛСЯ ЭТОТ ЗдЗОР Нзаз, КОТОРЫЙконтролируют, например. щупом.Формула изобретенияСпособ испытаний пружины, заключающийся в том, что испытываемую пружинупредварительно проверяют на правильность геометрии, определяют упругую .(арактеристику, напрях(ение в витках и1762026 Но НЗ - Р 1 РаНзаз = +Х Йы 8 2 оставитель Н.Биндеехред М,Моргентал Сильнягин ректор С.Лисина дакт аз 3246 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 Производств издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина 101 статический прогиб, сжимают на величину последнего и на подвижном торце возбуждают колебания с заданной амплитудой, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества и повышения точности испытаний, перед возбуждением колебаний определяют минимально допустимый зазор между витками по формуле где Но - высота пружины в свободном состоянии;Нз - высота пружины, сжатая да соприкосновения витков;5 Е 1 - статический прогиб пружинь;Ез - максимально расчетная амплитудапрогиба;и+1 - число зазоров между витками пружины с учетам опорных витков, 10 после чего регулируют частоту колебаний наподвижном торце пружины для установкимежду витками зазора Нзаз.