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