Реферата. Введение в понятие "Упругие элементы. Пружины"

Наноструктурированные пружины.

В основе новой технологии производства сверхпрочных наноструктурированных пружин лежит операция горячей навивки пружины при оптимальном сочетании температуры нагрева, степени деформации при навивке, схемы и режима охлаждения-закалки последовательно каждого витка навиваемой пружины. Но в дополнение к этому методу при изготовлении пружин применяются еще и локальные малые деформации, что позволяет получать в металле наноразмерные субструктуры, улучшающие прочностные характеристики пружин. Так, средний размер субструктурного элемента ферритной матрицы составляет около 30 нм, тогда как весь интервал встречающихся размеров находится в пределах 20–100 нм.
-“Как результат, такие пружины, изготовленные, например, для тележек грузовых железнодорожных вагонов при 50-про­центной перегрузке выдерживают более 10 миллионов циклов, тогда как обычные пружины даже при стандартной нагрузке разрушаются уже при 500 тысячах циклов сжатия-растяжения”


Преимущества применения данных пружин:

• 
  Кратное повышение долговечности и релаксационной стойкости пружин без удорожания исходного сырья
  
• 
  Повышенный уровень допустимых рабочих напряжений на 30–40%
  

2. 
   Классификация и технические требования к наноструктурированным пружинам
   

Все пружины, должны быть классифицированы по категориям А и Б в зависимости от условий их нагружения. Пружины категории А — пружины, воспринимающие продольные (вдоль оси пружины) и поперечные расчетные нагрузки и прогибы. Исходя из требуемых продольной и поперечной жесткостей, для пружины назначают соответствующие прогибы. При этом поперечные нагрузки (прогибы) должны составлять не менее 15 % продольных нагрузок (прогибов). Пружины категории Б — пружины, воспринимающие только или преимущественно продольные расчетные нагрузки. Для них устанавливают только продольную жесткость. При этом поперечные (ГОСТ 1452—2011) нагрузки (прогибы), связанные с точностью установки опорных витков пружины в механизме и составляющие менее 15 % продольных нагрузок (прогибов), не учитывают. Категория пружины должна быть указана в технических требованиях чертежа, обозначение материала должно быть приведено по ГОСТ 2.109.

Концы опорных витков не должны иметь острых углов, уступов и заусенцев.
Требования к зазорам между концами опорных витков и рабочими витками по ГОСТ 1452 (пункт 4.6.6).
Допуск плоскостности механически обработанных поверхностей опорных витков должен составлять 0,008D, мм.
Пружины из сталей марок 55С2, 60С2, 55С2А, 60С2ХА, 60С2ХФА, 65С2ВА по ГОСТ 14959 должны быть термически обработаны с обеспечением твердости от 41,5 до 52 HRC. Не допускается проводить повторных закалок.
Микроструктура обезуглероженного слоя и основного металла пружин должна соответствовать эталонам по ГОСТ Р 54128.
Субструктура материала пружин должна соответствовать специальным эталонам, согласованным между заказчиком и предприятием-изготовителем. Необходимость проверки субструктуры определяется по согласованию между заказчиком и предприятием-изготовителем.
Глубина обезуглероженного слоя для пружин, изготовленных из проката 3Б или 3В, не должна быть более 0,05 мм.
Глубина обезуглероженного слоя для пружин, изготовленных из горячекатаного проката по 4.3, не должна быть более 0,025d.
Для повышения несущей способности пружины должны быть упрочнены одним из методов: дробенаклепом, заневоливанием или другими методами. Допускается применять сочетание двух и более методов упрочнения. В случае применения дробенаклепа должна быть использована литая стальная дробь ДСП с номерами от 08 до 1,8 по ГОСТ 11964. Дробенаклепу пружины подвергают после термической и механической обработки. Допускается обработка дробью опорных поверхностей пружины.
Остаточная деформация пружины (осадка) после воздействия на нее пробной нагрузкой не допускается. Значение пробной нагрузки должно быть указано в технических требованиях чертежа пружины.
Предельные отклонения размеров пружин. 3 ПНСТ 13 — 2013 4.12.1 Предельные отклонения высоты пружины под расчетной статической нагрузкой не должны превышать ±0,015/f, мм. При этом прогиб пружин под расчетной статической нагрузкой не контролируют. Предельные отклонения высоты пружин в свободном состоянии следует определять в соответствии с таблицей 1.

2.