Винтовые цилиндрические пружины сжатия и растяжения
Классы и разряды пружин
Данные распространяются на пружины для работы при температурах от — 60 до + 120°С в неагрессивных средах.
Пружины разделяют на классы, виды и разряды
Класс пружин характеризует режим нагружения и выносливости; определяет основные требования к материалам и технологии изготовления
Разряды пружин отражают сведения о диапазонах сил, марках применяемых пружинных сталей, нормативов по допускаемым напряжениям
Выносливость и стойкость пружин
При определении размеров пружин необходимо учитывать, что при v max > v k, помимо касательных напряжений кручения, возникают контактные напряжения от соударения витков, движущихся по инерции после замедления и остановок сопрягаемых с пружинами деталей.
Отсутствие соударения витков у пружин сжатия определяется условием v max/v k ≤ 1, где
v max — наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении или при разгрузке, м/с;
v k — критическая скорость пружин сжатия, м/с (соответствует возникновению соударения витков пружины от сил инерции)
Соударение витков отсутствует — лучшую выносливость имеют пружины с низким напряжением τ 3, т.е. пружины I класса, промежуточную — циклические пружины II класса и худшую — пружины III класса
Интенсивное соударение витков — выносливость располагается в обратном порядке, т.е. повышается с ростом τ 3. В таком же порядке располагается и стойкость, т.е. уменьшение остаточных деформаций или осадок пружин в процессе работы
Классы пружин
по ГОСТ 13764
| Класс пружин |
Вид пружин | Нагружение | Выносливость N F установленная безотказная наработка, циклы |
Инерционное соударение витков |
|---|---|---|---|---|
| I | Сжатия и растяжения |
Циклическое | 1 107 | Отсутствует |
| II | Сжатия и растяжения |
Циклическое и статическое |
1 105 | Отсутствует |
| III | Сжатия | Циклическое | 2 103 | Допускается |
Разряды пружин
Одножильные сжатия и растяжения
Для повышения циклической стойкости рекомендуется упрочнение дробью
| Класс пружин |
Разряд пружин |
Сила пружины при макси- мальной деформации F3, Н |
Диаметр прово- локи (прутка) d, мм |
Материал Марка стали |
Стандарт на заготовку |
HRC после термо- обработки |
Макси- мальное касательное напряжение при кручении τ3, МПа |
Стандарт на основные параметры витков пружин |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I | 1 | 1,00-850 | 0,2-5,0 | ГОСТ 1050 ГОСТ 1435 |
Проволока класса 1 по ГОСТ 9389 |
— | 0,3 Rm | ГОСТ 13766 |
| I | 2 | 1,00-800 | 0,2-5,0 | ГОСТ 1050 ГОСТ 1435 |
Проволока класса 2; 2А по ГОСТ 9389 |
— | 0,3 Rm | ГОСТ 13767 |
| I | 2 | 22,4-800 | 1,2-5,0 | 51 ХФА по ГОСТ 14959 |
Проволока по ГОСТ 1071 |
— | 0,32 Rm | ГОСТ 13767 |
| I | 3 | 140-6000 | 3,0-12,0 | 60С2А; 65С2ВА; 70С3А по ГОСТ 14959 |
Проволока по ГОСТ 14963 |
47,5-53,5 | 560 | ГОСТ 13768 |
| I | 3 | 140-6000 | 3,0-12,0 | 51ХФА по ГОСТ 14959 |
Проволока по ГОСТ 14963 |
45,5-51,5 | 560 | ГОСТ 13768 |
| I | 4 | 2800-180000 | 14-70 | 60С2А; 65С2ВА; 70С3А; 60С2; 60С2ХА; 60С2ХФА; 51ХФА по ГОСТ 14959 |
Сталь горячекатанная круглая по ГОСТ 2590 |
44,0-51,5 | 480 | ГОСТ 13769 |
| II | 1 | 1,50-1400 | 0,2-5,0 | ГОСТ 1050 ГОСТ 1435 |
Проволока класса1 по ГОСТ 9389 |
— | 0,5 Rm | ГОСТ 13770 |
| II | 2 | 1,25-1250 | 0,2-5,0 | ГОСТ 1050 ГОСТ 1435 |
Проволока классов 2; 2А по ГОСТ 9389 |
— | 0,5 Rm | ГОСТ 13771 |
| II | 2 | 37,5-1250 | 1,2-5,0 | 51ХФА по ГОСТ 14959 |
Проволока по ГОСТ 1071 |
— | 0,52 Rm | ГОСТ 13771 |
| II | 3 | 236-10000 | 3,0-12,0 | 60С2А; 65С2ВА по ГОСТ 14959 |
Проволока по ГОСТ 14963 |
47,5-53,5 | 960 | ГОСТ 13772 |
| II | 3 | 236-10000 | 3,0-12,0 | 65Г по ГОСТ 1050 |
Проволока по ГОСТ 2771-80 |
47,5-53,5 | 960 | ГОСТ 13772 |
| II | 3 | 236-10000 | 3,0-12,0 | 51ХФА по по ГОСТ 14959 |
Проволока по ГОСТ 14963 |
45,5-51,5 | 960 | ГОСТ 13772 |
| II | 4 | 4500-280000 | 14-70 | 60С2А; 60С2; 65С2ВА; 70С3А; 51ХФА; 65Г; 60С2ХФА; 60С2ХА по ГОСТ 14959 |
Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590 |
44,0-51,5 | 800 | ГОСТ 13773 |
Трехжильные сжатия
| Класс пружин |
Разряд пружин |
Сила пружины при макси- мальной деформации F3, Н |
Диаметр прово- локи (прутка) d, мм |
Материал Марка стали |
Стандарт на заготовку |
HRC после термо- обработки |
Макси- мальное касательное напряжение при кручении τ3, МПа |
Стандарт на основные параметры витков пружин |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| III | 1 | 12,5-1000 | 0,2-2,8 | ГОСТ 1050 ГОСТ 1435 |
Проволока | — | 0,6 Rm | ГОСТ 13774 |
Одножильные сжатия
Обязательно упрочнение дробью
| Класс пружин |
Разряд пружин |
Сила пружины при макси- мальной деформации F3, Н |
Диаметр прово- локи (прутка) d, мм |
Материал Марка стали |
Стандарт на заготовку |
HRC после термо- обработки |
Макси- мальное касательное напряжение при кручении τ3, МПа |
Стандарт на основные параметры витков пружин |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| III | 2 | 315-14000 | 3,0-12,0 | 60С2А; 65С2ВА; 70С3А по ГОСТ 14959 |
Проволока по ГОСТ 14963 |
54,5-58,0 | 1350 | ГОСТ 13775 |
| III | 3 | 6000-20000 | 14-25 | 60С2А; 65С2ВА; 70С3А по ГОСТ 14959 |
Сталь горячекатаная круглая по ГОСТ 2590 |
51,5-56,0 | 1050 | ГОСТ 13776 |
Примечания
Максимальное касательное напряжение при кручении приведено с учетом кривизны витков
Rm — предел прочности пружинных материалов