ул. Пушкина, 1, г. Ставрополь 355017, Россия
Pushkin Street, 1, Stavropol 355017, Russia
ул. Пушкина, 1, г. Ставрополь 355017, Россия
Pushkin Street, 1, Stavropol 355017, Russia
При эксплуатации пружин, особенно, циклических буферных и высокоскоростных, неизбежно относительное перемещение их поверхностей, трение, соударение витков, большое количество энергии за счёт трения преобразуется в тепловую энергию, это ведёт к износу пружин в местах контакта витков и к перегреву узлов и механизмов. Известные методы повышения ресурса пружин не рассматривают вопрос трения и износа контактных поверхностей пружин. В работе представлены новые технологии повышения износостойкости пружин сжатия с использованием контактного заневоливания. При этом к сжатой до соприкосновения витков пружине прикладывается дополнительная осевая нагрузка, превышающая нагрузку на пружину в изделии не менее чем на 5 % и определяемая теоретически на стадии разработки технологического процесса. Время выдержки под осевой нагрузкой 1—1,5 секунды. Изготовлены серийные и по новым технологиям — две партии опытных пружин. Рассеивание силовых параметров пружин опытной партии № 1 по сравнению с серийными пружинами уменьшено на 14,3 %, а опытной партии пружин № 2 — на 42,9 %. Снижение рабочей нагрузки после циклических испытаний у серийных пружин в среднем составило 1,17 %; у пружин опытной партии № 1 — 0,23 %; у пружин опытной партии № 2 — 0,45 %. Контактное заневоливание способствует не только возникновению полезных остаточных напряжений и повышению несущей способности пружин. Образуется полоска упрочнённого материала, которая повышает износостойкость контактирующих поверхностей витков, снижает трение вследствие параллельного наслоения. В местах контакта витков пружины снижается удельное давление и повышается деформационная износостойкость пружин. Поэтому контактное заневоливание следует рассматривать и как финишную операцию для снижения трения в местах контакта витков пружин и повышения их износостойкости.
During operation of springs, especially cyclic buffer and high-speed springs, are inevitable relative movement of their surfaces, friction, and coils contact. Due to friction, a lot of energy is converted into thermal energy, this is а cause of springs wear on the contact points of the coils and of overheating of the machines and mechanisms. The known methods of springs resource increasing do not consider the issue of friction and wear of springs surfaces contact. Тhe new technologies for increasing of wear resistance of compression springs using contact predeformation are presented in the article. In this case, an additional axial load exceeding the load on the spring in the product by more than 5 % and determined theoretically at the stage of development of the technological process is applied to the compressed spring coils into contact. The exposure time under axial load is 1—1.5 seconds. Serial springs were manufactured and two batches of experimental springs were produced using new technologies. The dispersion of the force parameters of the springs of the experimental batch № 1 as compared with the serial springs was reduced by 14.3 %, and as compared with the experimental batch of springs no. 2 — by 42.9 %. After cyclic tests the decrease of workload for serial springs averaged 1.17 %; for springs of experimental batch no. 1 — 0.23 %; for springs of experimental batch no. 1 — 0.45 %. Contact clamping not only promotes of the formation of useful residual stresses, but also increases of the bearing capacity of the springs. The strip of hardened material is formed, which increases the wear resistance of the contacting surfaces of the coils and reduces friction due to parallel layering. On the contact places of the spring coils, the specific pressure decreases and the deformation wear resistance of the springs increases. Therefore, contact clamping should also be considered as a finishing operation to reduce friction on the places of contact of the spring’s coils and increasing their wear resistance.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.