Гост 13767-86 пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения i класса, разряда 2 из стали круглого сечения. основные параметры витков

Алан-э-Дейл       06.06.2022 г.

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЫНОСЛИВОСТИ И СТОЙКОСТИ ЦИКЛИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ ПРУЖИН

При определении размеров
пружин необходимо учитывать, что при vmax > vк, помимо касательных напряжений кручения, возникают
контактные напряжения от соударения витков, движущихся по инерции после
замедления и остановок сопрягаемых с пружинами деталей. Если соударение витков
отсутствует, то лучшую выносливость имеют пружины с низкими напряжениями t3, т.е. пружины I
класса, промежуточную — циклические пружины II класса и худшую — пружины III
класса.

При наличии интенсивного
соударения витков выносливость располагается в обратном порядке, т.е.
повышается не с понижением, а с ростом t3. В таком же порядке
располагается и стойкость, т.е. уменьшение остаточных деформаций или осадок
пружин в процессе работы.

Средствами регулирования
выносливости и стойкости циклических пружин в рамках каждого класса при
неизменных заданных значениях рабочего хода служат изменения разности между
максимальным касательным напряжением при кручении t3 и касательным напряжением
при рабочей деформации t2.

Возрастание разности t3 — t2 обусловливает увеличение
выносливости и стойкости циклических пружин всех классов при одновременном
возрастании размеров узлов. Уменьшение разности t3 — t2 сопровождается обратными
изменениями служебных качеств и размеров пространств в механизмах для
размещения пружин.

Для пружин I класса
расчетные напряжения и свойства металла регламентированы так, что при vmax/vк £ 1 обусловленная стандартом
выносливость пружин при действии силы F1(сила пружины при предварительной
деформации) обеспечивается при всех осуществимых расположениях и величинах
рабочих участков на силовых диаграммах (разности напряжений t3 — t2 и t2 — t1, где t1 — касательное напряжение
при предварительной деформации).

Циклические пружины II
класса при vmax/vк £ 1 в зависимости от
расположения и величин рабочих участков могут быть поставлены в условия как
неограниченной, так и ограниченной выносливости.

Циклические пружины III
класса при всех отношениях vmax/vк и величинах относительного
инерционного зазора пружин d не более 0,4 характеризуются ограниченной выносливостью, поскольку они рассчитаны
на предельно высокие касательные напряжения кручения, к которым при vmax/vк > 1 добавляются контактные напряжения от
соударения витков.

Статические пружины,
длительно пребывающие в деформированном состоянии и периодически нагружаемые со
скоростью vmax менее vк, относятся ко II
классу. Вводимые стандартом ограничения расчетных напряжений и свойств
проволоки (ГОСТ 13764, табл. 2)
обеспечивают неограниченную стойкость статических пружин при остаточных
деформациях не более 15 % величины максимальной деформации s3.

Допустимые остаточные
деформации статических пружин регламентируются координацией сил пружины при
рабочей деформации s3 на силовых диаграммах,
причем увеличение разности F3 — F2способствует
уменьшению остаточных деформаций.

Технологические средства
регулирования выносливости и стойкости пружин определяются документацией на
технические условия.

2,0

=25,01^25,0.

Уточненная жесткость

50,01 25, и

2,0 Н/мм

яа=25,0 + 1,5=26,5;

£> = 10,5-1,4=9,1 мм;

20

2~q»» =ю мм;

s2=

= 40 мм;

S-у— 2 Q —53 ММ,

(26,5+1 — 1 ,5) • 1 ,4—36,4 мм; / =36,4+53=89,4 мм; ix=83,4-10=79,4 мм; Ja=89,4—43=49,4 мм; /=2,1+1,4=3,5 мм.

Таким образом, устанавливаем, что применение пружины с более высокой силой +3 хотя и привело к большему запасу на несоударяемость витков, но оно сопровождается увеличением габарита узла (размер Л) на 15>3 мм. Можно показать, что если был бы выбран виток с большим диаметром, например, £>i=16 мм (ГОСТ 13770—86, номер позиции 314), то тогда потребовалось бы расширить узел по диаметру, но при этом соответственно уменьшился бы размер и.

Пример 2.

Пружина сжатия

Дано: +1=100 Н; +2 = 250 Н; /а=100 мм; £>i= 154-25 мм; уП1ах=10 м/с.

Независимо от заданной выносливости на основании формулы (5) можно убедиться, что при значениях 6, меньших 0,25 (формула 1) все одножильные пружины, нагружаемые со скоростью ишах более 9,4 м/с, относятся к III классу.

По формуле (2) с учетом диапазона значений б для пружин III класса от 0,1 до 0,4 (формула 1) находим границы сил +3;

+2

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ

Имеющиеся в промышленности
марки пружинной стали характеризуются следующими свойствами и условиями
применения.

Проволока класса I
по ГОСТ
9389.
Высокая
разрывная прочность. Наличие больших остаточных напряжений первого рода (от
волочения и навивки) обусловливает появление остаточных деформаций пружин при
напряжениях t3 > 0,32Rm. При
vmax > vк остаточные деформации высоки
независимо от применения операции заневоливания. В связи с указанным проволока
класса I по ГОСТ
9389 назначается для пружин III класса в виде трехжильных
тросов.

Проволока классов II
и IIА по ГОСТ
9389.
Отличается
от проволоки класса I уменьшенной прочностью при разрыве и повышенной
пластичностью. Применяется для изделий, работающих при низких температурах, а
также для пружин растяжения со сложными конструкциями зацепов. Проволока класса
IIА отличается от проволоки класса II более высокой точностью
размеров, уменьшением вредных примесей в металле и дальнейшим повышением
пластичности.

Сталь марки 65Г. Повышенная склонность к
образованию закалочных трещин. Применяется с целью удешевления продукции для
изделий массового производства в случаях, когда поломки пружин не вызывают
нарушения функционирования деталей механизмов и не связаны с трудоемкими
заменами.

Сталь марки 51ХФА. Повышенная
теплоустойчивость. Закаливается на твердость не более 53,5 HRCэ. В результате высоких
упругих и вязких свойств служит лучшим материалом для пружин I
класса.

Сталь марок 60С2А, 60С2. Высокие упругие и вязкие
свойства. Повышенная склонность к графитизации и недостаточная прокаливаемость
при сечениях d > 20 мм. Широкая
применимость для пружин I и II классов. Для пружин III
класса назначается при vmax £ 6 м/с.

Сталь 60С2ХФА. Высокая прокаливаемость,
малая склонность к росту зерна и обезуглероживанию при нагреве (по сравнению со
сталью 60С2А), повышенные вязкость, жаропрочность и хладостойкость, хорошая
циклическая прочность и релаксационная стойкость в широком диапазоне
циклических изменений температур. Предпочтительное применение в сечениях
проволоки от 30 мм и выше.

Сталь марки 65С2ВА. Высокие упругие свойства и
вязкость. Повышенная прокаливаемость. Служит лучшим материалом для пружин III
класса. Применяется при vmax > 6 м/с.

Сталь марки 70С3А. Повышенная прокаливаемость.
Обладает склонностью к графитизации. Преимущественное применение при диаметрах
проволоки d ³ 20 мм. Заменителем служит
сталь 60С2Н2А.

Примечание.
Преимущественное практическое использование пружин из стали марки 51ХФА
определяется интервалом температур от минус 180 до плюс 250 °С, из стали марки
60С2ХФА от минус 100 до плюс 250 °С, из проволоки класса IIА по ГОСТ
9389 от минус 180 до плюс 120 °С, из стали марок 65Г, 70С3А, 60С2А, 65С2ВА и из
проволоки класса I по ГОСТ
9389 от минус 60 до плюс 120 °С. В случаях использования пружин при более высоких
температурах рекомендуется учитывать температурные изменения модуля.

(Измененная редакция, Изм. №
1).

ПРУЖИНЫ ВИНТОВЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СЖАТИЯ III КЛАССА, РАЗРЯДА 3 ИЗ СТАЛИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВИТКОВ

Издание официальное

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ Москва

УДК 669.14-272.272:006.354

Группа Г11

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПРУЖИНЫ ВИНТОВЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ СЖАТИЯ III КЛАССА, РАЗРЯДА 3 ИЗ СТАЛИ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ

Основные параметры витков

ГОСТ

13776-86

Cylindrical helical compression springs of III class and of 3 category made of round steel. Main parameters of coils

MKC 21.160 ОКСТУ 1243

Дата введения 01,07,88

Настоящий стандарт распространяется на пружины сжатия III класса, разряда 3 с силами при максимальной деформации пружины (F3) от 6000 до 20000 Н.

1. Основные параметры витков должны соответствовать указанным в таблице.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. Пружины должны изготовляться из стали горячекатаной круглой по ГОСТ 2590 диаметром от 14 до 25 мм.

3. Классификация пружин — по ГОСТ 13764.

4. Методика определения размеров пружин — по ГОСТ 13765.

Номер

позиции

Сила пружины при максимальной деформации F3, Н

Диаметр проволоки d, мм

Наружный диаметр пружины Db мм

Жесткость одного витка сь Н/мм

Наибольший прогиб одного витка s3, мм

1

6000,0

180

82,38

72,82

2

6300,0

14,0

170

99,38

63,39

3

6700,0

160

121,1

55,34

4

7100,0

150

150,0

47,34

5

16,0

210

88,05

80,63

6

7500,0

14,0

140

188,4

39,82

7

16,0

200

103,2

72,67

8

8000,0

14,0

130

241,4

33,14

9

16,0

190

121,8

65,66

10

8500,0

14,0

125

275,4

30,87

11

16,0

180

145,8

58,31

12

9000,0

14,0

120

316,6

28,43

13

16,0

170

176,0

51,12

14

14,0

110

425,5

22,32

15

9500,0

16,0

160

215,3

44,12

16

18,0

240

94,13

100,90

17

14,0

105

500,1

19,99

18

10000,0

16,0

150

267,2

37,43

19

18,0

220

125,0

80,01

Издание официальное Перепечатка воспрещена

Издательство стандартов, 1986 ИПК Издательство стандартов, 2003

Продолжение

Номер

позиции

Сила пружины при максимальной деформации F3, Н

Диаметр проволоки d, мм

Наружный диаметр пружины Db мм

Жесткость одного витка сь Н/мм

Наибольший прогиб одного витка s3, мм

20

10600,0

14,0

100

592,5

17,89

21

16,0

140

337,2

31,44

22

18,0

210

145,4

72,91

23

11200,0

14,0

95

709,2

15,79

24

16,0

130

434,9

25,75

25

18,0

200

170,9

65,54

26

20,0

260

113,5

99,69

27

11800,0

14,0

90

858,4

13,74

28

16,0

125

496,5

23,77

29

18,0

190

202,1

58,39

30

20,0

250

129,0

91,47

31

12500,0

14,0

85

1054,0

11,87

32

16,0

120

571,6

21,87

33

18,0

180

242,2

51,61

34

20,0

240

147,4

84,78

35

13200,0

14,0

80

1314,5

10,04

36

16,0

110

774,1

17,05

37

18,0

170

293,7

44,94

38

20,0

220

196,2

67,28

39

14000,0

14,0

75

1657,0

8,45

40

16,0

105

911,9

15,35

41

18,0

100

359,6

38,92

42

20,0

210

228,9

61,17

43

15000,0

14,0

70

2146,0

6,989

44

16,0

100

1090,8

13,75

45

18,0

150

447,7

33,50

46

20,0

200

269,1

55,66

47

22,0

280

133,6

112,20

48

16000,0

16,0

95

1302,0

12,29

49

18,0

140

566,5

28,24

50

20,0

190

319,5

50,07

51

22,0

260

170,2

93,99

52

17000,0

16,0

90

1591,0

10,68

53

18,0

130

733,0

23,19

54

20,0

180

383,2

44,36

55

22,0

250

193,8

87,69

56

18000,0

16,0

85

1960,0

9,18

57

18,0

125

840,7

21,41

58

20,0

170

465,0

38,71

59

22,0

240

221,5

81,28

Окончание

Номер

позиции

Сила пружины при максимальной деформации Р3, Н

Диаметр проволоки d, мм

Наружный диаметр пружины Db мм

Жесткость одного витка сь Н/мм

Наибольший прогиб одного витка s3‘, мм

60

16,0

80

2453,0

7,747

61

19000,0

18,0

120

970,5

19,58

62

20,0

160

572,0

33,21

63

22,0

220

295,8

64,25

64

25,0

320

149,3

127,20

65

18,0

110

1323,0

15,19

66

20000,0

20,0

150

714,5

27,99

67

22,0

210

346,1

57,78

68

25,0

300

184,2

108,60

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТЧИКИ

Б.А. Станкевич (руководительтемы); О.Н. Магницкий, д-р техн. наук; А.А. Косилов; Б.Н. Крюков; Е.А. Караштин, канд. техн. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19.12.86 № 4019

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5616—86

4. ВЗАМЕН ГОСТ 13776-68

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта

ГОСТ 2590-88

2

ГОСТ 13764-86

3

ГОСТ 13765-86

4

6. Ограничение срока действия снято по протоколу № 7—95 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 11—95)

7. ИЗДАНИЕ (апрель 2003 г.) с Изменением № 1, утвержденным в ноябре 1988 г. (ИУС 2—89)

Редактор Р.С. Федорова Технический редактор О.Н. Власова Корректор Р.А. Ментова Компьютерная верстка Л.А. Круговой

Изд. лиц. № 02354 от 14.07.2000. Подписано в печать 15.05.2003. Уел. печ. л. 0,47. Уч.-изд. л. 0,40. Тираж 95 экз.

С 10622. Зак. 137.

Набрано и отпечатано в ИПК Издательство стандартов

0,6

=2784-417 Н.

Верхние значения силы +3, как видно из табл. 2 ГОСТ 13764—86 не могут быть получены из числа одножильных конструкций, поэтому, учитывая коэффициенты 6 = 0,154-0,40 (формула 1) для трехжильных пружин, устанавливаем новые пределы +3 по формуле (2):

+3=2944-417 Н.

Для указанного интервала в ГОСТ 13774—86 имеются витки со следующими силами +3: 300; 315; 335; 375 и 400.

Исходя из заданных размеров диаметра и наименьших габаритов узла, предварительно останавливаемся на витке со следующими данными (номер позиции 252):

+З=300 Н; d=1,4 мм; <+=3,10 мм; /+= 17 мм; са=50,93 Н/мм; $3=5,900 мм .

Согласно ГОСТ 13764—86 для пружин III класса т3 = 0,6 Rm. Используя ГОСТ 9389—75 определяем напряжение для найденного диаметра проволоки:

т3=0,6-2300= 1380 МПа.

Принадлежность к классу проверяем путем определения величины отношения VmaxfVh, для чего предварительно находим б и критическую скорость п-о формулам (1), (2) и (5а):

г=1

+2 250

~ F3 ^1— 300 1380-0,167

■~2Д- =7

= 0,167;

м/с;

^max

Vk

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.