圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧壽命估算

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產品用到一個“中徑46.5/線徑10/高度238.5/有效圈數12.5”彈簧，長徑比比較大，擔心是否會失穩，翻看了機械設計手冊。
1 _0 H- V  J6 d“壓縮彈簧的長度較大時,受載后容易發生失穩現象,所以還應進行穩定性的驗算。 為了便于制造和避免失穩現象出現,通常建議彈簧的長徑比b=H0/D2 按下列情況取為: 彈簧兩端均為回轉端時,b≤2.6; 彈簧兩端均為固定端時,b≤5.3 ; 彈簧兩端一端固定而另一端回轉時,b≤3.7”
彈簧兩端都在孔內，算是兩端國定吧.b=238.5/46.5=5.13,應該沒有失穩的問題吧。
/ J% M# d+ ^- w* [7 e8 X手冊給了彈簧中徑>30-50的彈簧的導套和彈簧外徑的間隙在4-5mm。這個產品的導套直徑58mm,直徑間隙只有1.5mm.拆開機器，取出試驗彈簧，彈簧外徑有和導套摩擦的痕跡。試驗了幾次，已經磨出了一些亮點。這樣磨損對疲勞壽命會有影響吧。


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277741987

  可以做個簡單的疲勞試驗機驗證下。

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277741987 發表于 2021-2-2 08:09
. O2 ~$ d! b! T6 K7 ]- l可以做個簡單的疲勞試驗機驗證下。

疲勞試驗機驗證下是個方法。大公司商品的結構，不會有多大的問題，帶一根彈簧做備件先發貨了。想對照機械設計手冊估算一下疲勞壽命。
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設計手冊第11篇第19頁把彈簧的固定方式分為了：兩端固定；一端固定另一端回轉；兩端回轉。在P35頁有回轉支承示例，中心有鋼球的那種。固定支承是指的那種呢、是和壓桿計算所說的固定連接的形式一樣嗎？社區里有人問過這個問題。
/ N  U$ V# x4 r1 Z, ^" u% q. |看了GB/T1239.6在計算壓并時螺紋中徑增大亮時端面摩擦阻力很小可以自由轉動時專用了一個公式；不穩定系數的曲線圖示上也示意的比較清楚。
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遠祥

這個還是實驗室做產品測試來的直接！

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遠祥 發表于 2021-2-2 21:25
這個還是實驗室做產品測試來的直接！

, c& b% U7 B; H7 u0 g* ?$ }理論如同看地圖；實驗室做產品測試如同實地考察。沒有測試條件，先看點理論的吧。
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彈簧46.5/ 10* 238.5/ 12.5疲勞壽命
2 {! J/ ?  G$ E" M7 M1．C=D/d=46.5/10=4.65
9 f( y- p, U1 S# T2.K=（4C-1）/(4C-4）+0.615/C=1.205+0.132=1.337
) g* H$ `# W( E/ B  c3.Pmin=3272N  ； Pmax=5044N (切變模量G按79GPa)
  [' c5 K6 H9 Q5 u9 N5 I4.變負荷循環特征γ= Pmin/ Pmax=3272/5044=0.65
, S2 }! A' c; b. B5.τmin=8KDP/(πd^3)=8*1.337*46.5*3272/(π*10^3)=518 (N/mm^2)
0 {! u& R6 z: v! [6. τmax=798(N/mm^2)
7.50CrVA抗拉極限強度σb按1373MPa.
6 h9 K) k6 v% W  ?' ]8. τmin/σb=518/1373=0.38; τmax/σb=798/1373=0.58.
# I& u8 e! Q9 J* k7 a$ q0 c9. 按疲勞壽命圖查取循環次數小于10^4.
疲勞壽命圖在《GBT 1239.6-1992 圓柱螺旋彈簧設計計算》中，有這個標準的大俠請發一下，并請指正。

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GB∕T 23935-2009 圓柱螺旋彈簧設計計算目錄
前言
1.        范圍
2.        規范性引用文件
5 U7 ^, D* [. Z0 M: A3.        彈簧的參數名稱及代號
4.        材料
  `# Y' O+ h& R# \& r5.        彈簧的負荷類型及許用應力
! s, `" [8 v- R0 a/ g4 `6.        圓柱螺旋壓縮彈簧的設計計算
7.        圓柱螺旋拉伸彈簧的設計計算
1 J; j# s! m+ d4 [1 _8.        圓柱螺扭轉縮彈簧的設計計算
& N0 U) @* \( V' A2 C& l) A5 K附錄A彈簧材料的切變模量G彈性模量E和推薦使用溫度
: U: I* T* k$ t% s. h附錄B材料的許用切應力和彎曲應力
附錄C圓柱螺旋壓縮彈簧設計示例
附錄D圓柱螺旋拉伸彈簧設計示例
) a  O/ L0 K! H附錄E圓柱螺旋扭轉彈簧設計示例
% |3 e3 D% h0 s# S0 O# x- k/ b附錄F彈簧常用材料
2 _6 C! v! [* G% M  X% v; q; w-----在09標準中用了試驗載荷的名詞。
) d# a7 g* q: w- g

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設計手冊上的Pj極限載荷，在09標準中好像稱為試驗載荷。但在GB/T23935-2009的C.2.13.1彈簧工作圖示例中Fs=886.3N；彈簧壓并負荷722.8N.試驗負荷比壓并負荷還高？
上述問題咨詢彈簧廠家未見回復，大俠們怎樣看。
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蘇州大發彈簧廠回復：“表中壓并高度24.6MM，彈力722.8N；圖中彈力886.3N時，高度也是24.6MM；這兩個有矛盾了”。