ою, включення).
Для забезпечення міцності пружини при необмежено великому числі циклів навантаження, необхідно, щоб найбільша напруги в перетині витків пружини не перевищувало межі витривалості, експериментально встановленого при розглянутому циклі навантаження для зразка пружини, конструкція якого, а також хімічний склад сталі, термообробка і стан поверхні витків відповідають конструкції, хімічним складом розраховується пружини. Випробування зразка повинно проводитися в умовах, що наближаються до умов роботи пружини при експлуатації.
Керуючись графіками експериментальних даних, отриманих на відповідних зразках пружин (графіки зручно будувати в координатах,), необхідно, щоб точка, що характеризує режим роботи розглянутої пружини, розташовувалася в області, обмеженої лінією ABCD і приблизно лягала на криву.
Рис. 19 Діаграма міцності пружин при змінних напруги
Координати точки, що характеризують на діаграмі цикл нагружения пружини розтягування-стиснення,
=і=
Де і - багаторазово повторювані максимальні і мінімальні напруження в поперечних перетинах витків пружини. При їх обчисленні необхідно враховувати кривизну витка і додаткові напруги, пов'язані з поперечною силою.
При повноцінному і однорідному матеріалі з достовірно відомою втомної міцністю, представленої діаграмою, і при можливо повному і точному обліку всіх умов роботи пружини, запас міцності n можна прийняти рівним 1.3 - 1.4.
У більшості випадків повні втомні діаграми пружин відсутні, і розрахунок доводиться вести наближено, виходячи з межі витривалості пружини при пульсуючого (від 0 до) навантаженні (), межі витривалості для знакозмінного симетричного циклу () і межі текучості дроту ().
Механічні характеристики, і використовуються для розрахунку пружин стиснення-розтягування. Для розрахунку пружин кручення використовуються величини, і.
Спрощена діаграма ADKC, на якій крива ABC на ділянці ADВ замінюється прямий ADK, обумовленою величинами і представлена ??на діаграмі нижче.
Рис. 20 Спрощена діаграма міцності пружин при змінних напругах.
Пульсуючий цикл характеризується лучем при? =, Так як=1.
Практичні цикли роботи пружин розтягування-стиснення зазвичай лежать в межах зміни кута? від 0 до.
Для циклів, що визначаються променями? gt; ?
Для циклів, що визначаються променями? lt; ? , Вирішальним чинником, що визначає працездатність, є плинність матеріалу, і умова міцності має вигляд:
Воно збігається з умовою міцності при розрахунках на статичні навантаження.
Відсутність докладних експериментальних даних щодо втомної міцності пружин, точно відповідних розраховується конструкції, змушує звертатися до таблиць осереднених втомних характеристик:
Таблиця
Група стали РастяженіеПредел пропорц-сті в кг/мПредел плинності в кг/мПредел міцності в кг/мМодуль поздовжньої пружності Е в кг/мУдліненіе? у% середньовуглецеву Високовуглецева Хромованадіева Кремнемарганцевая Кремніеванадіевая75-90 80-100 90-100 90-95 60-65100-120 95-135 150-160 140-150 95-105150-160 145-170 160-175 160-170 140-1502.1?
2.1?
2.1?
2.05?
2.3? 7-9
- 7
- 11
- 12
12
Група стали КрученіеПредел плинності в кг/мПредел міцності в кг/мМодуль зсуву G в кг/мПредел витривалості при симетричному циклі кг/мПредел витривалості при пульсуючому циклі кг/мСреднеуглеродістая Високовуглецева Хромованадіева Кремнемарганцевая Кремніеванадіевая60-80 65-90 95-100 95-100 9085-110 110-140 120-130 135 120-1258.2?
7.6-8.3?
8?
7.5?
8.3? 30-40
- 40
- 55
-
-
- 80
- 85
- 90
- 100
40-45
У цьому випадку розрахунок вести слід з дещо підвищеним запасом міцності n=1.8-2.2 залежно від ступеня відповідності пружини.
Якщо внаслідок неповноти дослідних даних значення межі витривалості для використовуваної пружинного дроту невідомо, то для розрахунку (за умови що 0??? 4) можна скористатися наближеною (з похибка в бік запасу). У цьому випадку діаграма для циклів 0? ? ? 4заменяется прямий CD замість ламаної CKD.
Рис 21 Спрощена діаграма міцності при змінних напругах.
Розрахунок стає ще більш наближеним, якщо невідомий межа витривалості при пульсуючому циклі. Тоді доводиться використовувати значення і (при 0??? 9)
У цьому випадку діаграма схематизируется ще більше і представляється прямий АС.
Пружини крутіння, витки яких працюють в основному на вигин, можна розраховувати на витривалість по діаграмі рис. 20 і за формулами, які мають той же вид і сенс, що і вищенаведені формули для пружин розтягування-стиснення, але тільки всі характеристики міцності,...
