圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧壽命估算

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產(chǎn)品用到一個“中徑46.5/線徑10/高度238.5/有效圈數(shù)12.5”彈簧，長徑比比較大，擔(dān)心是否會失穩(wěn)，翻看了機(jī)械設(shè)計手冊。
“壓縮彈簧的長度較大時,受載后容易發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象,所以還應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性的驗算。 為了便于制造和避免失穩(wěn)現(xiàn)象出現(xiàn),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(zhuǎn)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(zhuǎn)時,b≤3.7”
彈簧兩端都在孔內(nèi)，算是兩端國定吧.b=238.5/46.5=5.13,應(yīng)該沒有失穩(wěn)的問題吧。
手冊給了彈簧中徑>30-50的彈簧的導(dǎo)套和彈簧外徑的間隙在4-5mm。這個產(chǎn)品的導(dǎo)套直徑58mm,直徑間隙只有1.5mm.拆開機(jī)器，取出試驗彈簧，彈簧外徑有和導(dǎo)套摩擦的痕跡。試驗了幾次，已經(jīng)磨出了一些亮點(diǎn)。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(jī)驗證下。

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277741987 發(fā)表于 2021-2-2 08:09
可以做個簡單的疲勞試驗機(jī)驗證下。

+ {: V/ o, n1 e: }4 l, W疲勞試驗機(jī)驗證下是個方法。大公司商品的結(jié)構(gòu)，不會有多大的問題，帶一根彈簧做備件先發(fā)貨了。想對照機(jī)械設(shè)計手冊估算一下疲勞壽命。

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$ s, g+ ~: m  u6 C+ ?設(shè)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(zhuǎn)；兩端回轉(zhuǎn)。在P35頁有回轉(zhuǎn)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(qū)里有人問過這個問題。
# H8 G1 c/ f. m) ^( j3 Q看了GB/T1239.6在計算壓并時螺紋中徑增大亮?xí)r端面摩擦阻力很小可以自由轉(zhuǎn)動時專用了一個公式；不穩(wěn)定系數(shù)的曲線圖示上也示意的比較清楚。

遠(yuǎn)祥

這個還是實(shí)驗室做產(chǎn)品測試來的直接！

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遠(yuǎn)祥 發(fā)表于 2021-2-2 21:25
這個還是實(shí)驗室做產(chǎn)品測試來的直接！

$ ]8 y/ e- f) ^理論如同看地圖；實(shí)驗室做產(chǎn)品測試如同實(shí)地考察。沒有測試條件，先看點(diǎn)理論的吧。
3 H" K2 Y8 k) J1 s8 O. l4 X% j

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彈簧46.5/ 10* 238.5/ 12.5疲勞壽命
1．C=D/d=46.5/10=4.65
( `& h3 v; [* N; D( e0 u2.K=（4C-1）/(4C-4）+0.615/C=1.205+0.132=1.337
- v7 \7 L6 T8 N1 ^/ o3.Pmin=3272N  ； Pmax=5044N (切變模量G按79GPa)
/ ~) U0 j" R6 m' X9 i! d4.變負(fù)荷循環(huán)特征γ= Pmin/ Pmax=3272/5044=0.65
% W' ~# ^# @7 f! B# L5.τmin=8KDP/(πd^3)=8*1.337*46.5*3272/(π*10^3)=518 (N/mm^2)
/ M3 F( \% x' W, O- k( P1 O6. τmax=798(N/mm^2)
) u# S# R: z5 y2 Q7.50CrVA抗拉極限強(qiáng)度σb按1373MPa.
: X# ]4 l; f, d6 k6 }) `) C' M9 {8. τmin/σb=518/1373=0.38; τmax/σb=798/1373=0.58.
8 D7 B7 u/ q# k- Z. y9. 按疲勞壽命圖查取循環(huán)次數(shù)小于10^4.
疲勞壽命圖在《GBT 1239.6-1992 圓柱螺旋彈簧設(shè)計計算》中，有這個標(biāo)準(zhǔn)的大俠請發(fā)一下，并請指正。
! p% q. d$ o7 v: w9 y8 }8 C

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GB∕T 23935-2009 圓柱螺旋彈簧設(shè)計計算目錄
前言
1.        范圍
, Y" {4 N% L, W2 T) Y2.        規(guī)范性引用文件
3.        彈簧的參數(shù)名稱及代號
4.        材料
5.        彈簧的負(fù)荷類型及許用應(yīng)力
6.        圓柱螺旋壓縮彈簧的設(shè)計計算
. y% |$ d# j, O, X* [7 ^# }7.        圓柱螺旋拉伸彈簧的設(shè)計計算
8.        圓柱螺扭轉(zhuǎn)縮彈簧的設(shè)計計算
4 N1 n- e) B' q2 W, M% `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
附錄B材料的許用切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力
附錄C圓柱螺旋壓縮彈簧設(shè)計示例
附錄D圓柱螺旋拉伸彈簧設(shè)計示例
附錄E圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧設(shè)計示例
+ P3 i7 F6 f4 b) e附錄F彈簧常用材料
  H; V9 {! ?; n8 b# H0 Q1 ^8 i-----在09標(biāo)準(zhǔn)中用了試驗載荷的名詞。
5 E- a) A( m/ g" S1 r* M% S

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設(shè)計手冊上的Pj極限載荷，在09標(biāo)準(zhǔn)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(fù)荷722.8N.試驗負(fù)荷比壓并負(fù)荷還高？
% E* n2 A1 w5 a: ~% F+ k上述問題咨詢彈簧廠家未見回復(fù)，大俠們怎樣看。
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蘇州大發(fā)彈簧廠回復(fù)：“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”。