在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中,波形彈簧作為一種結(jié)構(gòu)緊湊、剛度適中的彈性元件,被廣泛應(yīng)用于軸承預(yù)緊、間隙補(bǔ)償、緩沖減震等關(guān)鍵場(chǎng)景。其性能的優(yōu)劣直接影響到整個(gè)設(shè)備或組件的可靠性與壽命。因此,對(duì)波形彈簧進(jìn)行精確的壓縮性能測(cè)試,獲取其力-位移特性、剛度及永jiu變形等關(guān)鍵參數(shù),是質(zhì)量控制與產(chǎn)品研發(fā)中重要的一環(huán)。
科準(zhǔn)測(cè)控小編認(rèn)為,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的壓縮測(cè)試,不僅可以驗(yàn)證產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)規(guī)范,還能為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。本文將依據(jù)通用材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合具體的測(cè)試案例,詳細(xì)闡述波形彈簧壓縮測(cè)試的原理、標(biāo)準(zhǔn)、所用儀器及詳細(xì)操作流程,以期為相關(guān)領(lǐng)域的工程師和技術(shù)人員提供一份清晰、實(shí)用的操作指南。
一、 測(cè)試原理
波形彈簧壓縮測(cè)試的基本原理是模擬其在實(shí)際工況下的受力狀態(tài)。將彈簧試樣置于萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的上下壓縮夾具之間,通過(guò)驅(qū)動(dòng)橫梁以恒定速度向下移動(dòng),對(duì)彈簧施加軸向壓縮載荷。在此過(guò)程中,試驗(yàn)機(jī)的高精度力傳感器和位移傳感器會(huì)同步、實(shí)時(shí)地采集壓縮力與變形量(位移)的數(shù)據(jù),并自動(dòng)繪制出力-位移曲線。
通過(guò)對(duì)這條曲線的分析,我們可以得到波形彈簧的幾個(gè)核心性能指標(biāo):
剛度:曲線線性段的斜率,即單位變形所需的力(N/mm)。
規(guī)定變形量下的負(fù)荷:彈簧被壓縮到某一特定高度時(shí)所產(chǎn)生的力值。
壓并負(fù)荷與壓并高度:當(dāng)彈簧波峰與波谷接觸,無(wú)法進(jìn)一步壓縮時(shí)的負(fù)荷和高度。
永jiu變形(殘余變形):將彈簧壓縮至規(guī)定高度后,卸載負(fù)荷,其自由高度不能恢復(fù)的部分。
二、 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 239.1-2012《金屬材料 線材 反復(fù)彎曲試驗(yàn) 第1部分》
ISO 7500-1《金屬材料 靜態(tài)單軸試驗(yàn)機(jī)的驗(yàn)證 第1部分》
JB/T 7366-2011《平面渦卷彈簧 技術(shù)條件》
三、檢測(cè)設(shè)備
1、KZ-68SC-05XY萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)
2、壓縮夾具
3、試驗(yàn)條件
樣品名稱:波形彈簧
試驗(yàn)溫度:室溫
試驗(yàn)類型:壓縮
試驗(yàn)速度:5mm/min
四、 測(cè)試流程
步驟一、準(zhǔn)備工作
設(shè)備校準(zhǔn):確認(rèn)試驗(yàn)機(jī)及傳感器在有效校準(zhǔn)期內(nèi)。
夾具安裝:將上下壓縮壓盤(pán)牢固安裝到試驗(yàn)機(jī)上,并確保其接觸面平行、清潔。
試樣測(cè)量:使用游標(biāo)卡尺等量具,精確測(cè)量彈簧的自由高度、內(nèi)外徑等初始尺寸,并記錄。
軟件設(shè)置:在試驗(yàn)機(jī)控制軟件中創(chuàng)建新測(cè)試方法,設(shè)定試驗(yàn)速度為5mm/min,輸入試樣信息,并設(shè)置好需要采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)和曲線。
步驟二、安裝試樣
將波形彈簧試樣直立、居中地放置在下壓盤(pán)的中央位置。確保彈簧軸線與壓盤(pán)平面垂直。
步驟三、執(zhí)行測(cè)試
預(yù)壓縮:?jiǎn)?dòng)設(shè)備,使上壓盤(pán)緩慢下降,直至剛剛接觸彈簧頂端(即力值開(kāi)始有微小示數(shù)),將此位置設(shè)置為位移和力的“零點(diǎn)"。
開(kāi)始測(cè)試:在軟件中點(diǎn)擊“開(kāi)始"按鈕,試驗(yàn)機(jī)將以5mm/min的恒定速度對(duì)彈簧進(jìn)行壓縮。
數(shù)據(jù)采集:系統(tǒng)將自動(dòng)記錄整個(gè)壓縮過(guò)程中的力與位移數(shù)據(jù)。
測(cè)試終止:根據(jù)預(yù)設(shè)條件終止測(cè)試。常見(jiàn)終止條件有:
壓縮至規(guī)定的位移(如工作位移或壓并高度)。
壓縮至規(guī)定的負(fù)荷。
完成多次加載-卸載循環(huán)以測(cè)試疲勞或殘余變形。
步驟四、測(cè)試后操作
卸載:測(cè)試結(jié)束后,控制上壓盤(pán)緩慢返回至初始位置。
取下試樣:小心取出被壓縮過(guò)的彈簧試樣。
數(shù)據(jù)保存與分析:保存測(cè)試曲線與數(shù)據(jù)。根據(jù)力-位移曲線,計(jì)算彈簧的剛度、指定位移下的負(fù)荷等關(guān)鍵參數(shù)。如有需要,可再次測(cè)量彈簧的自由高度,以計(jì)算其永jiu變形量。
清理:清理壓盤(pán),保持設(shè)備整潔。
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