| 1．彈簧的特性及其極限偏差 拉伸和壓縮彈簧的特性應(yīng)符合：在指定高度(或長度)的載荷下，彈簧變形量應(yīng)在試驗(yàn)載荷下變形量的20％～80％之間，要求1級(jí)精度時(shí)，彈簧在指定高度載荷下的變形量應(yīng)在4mm以上；對(duì)特性有特殊需要考核剛度時(shí)，其變形量應(yīng)在試驗(yàn)載荷下變形量的30％一70％之間。
試驗(yàn)載荷Fs測定彈簧特性時(shí)，以彈簧上允許承載的最大載荷作為試驗(yàn)載荷。
試驗(yàn)應(yīng)力τs：測定彈簧特性時(shí)，以彈簧上允許承載的最大應(yīng)力作為試驗(yàn)應(yīng)力。
指定高度時(shí)的載荷F的極限偏差，按表1規(guī)定。
表1 壓縮彈簧在指定高度時(shí)的載荷F的極限偏差 (N)
|
有效圈數(shù) |
精 度 等 級(jí) |
|
1 |
2 |
3 |
|
≥3～10
>10 |
±0．059
±0．049 |
±0．109
±0．089 |
±0．159
±0．12F |
拉伸彈簧的特性在有效圈數(shù)大于3時(shí)，其指定長度下的載荷F極限偏差按以下的規(guī)定：
±[(初拉力F0×α)+(指定長度下載荷一初拉力F0×β]
式中 α——初拉力F0的極限偏差，按表5—18規(guī)定；
β——與變形量對(duì)應(yīng)的載荷F極限偏差，按表2規(guī)定。
表2 拉伸彈簧初拉力幾和載荷F的極限偏差α和β值
|
精度等級(jí) |
1 |
2 |
3 |
精度等級(jí) |
l |
2 |
3 |
|
α |
0．10 |
0．15 |
0．20 |
β |
0．05 |
0．10 |
0．15 |
拉伸和壓縮彈簧剛度的極限偏差，按表3規(guī)定。 (N／mm)
表3 彈簧剛度F的極限偏差
|
有效圈數(shù) |
精 度 等 級(jí) |
|
1 |
2 |
3 |
|
≥3～10
>10 |
±0．05F′
±0．04F′ |
±0．10F′
±0．08F′ |
±0．15F′
±0．12F′ |
2．彈簧載荷和剛度的檢測 拉伸和壓縮彈簧的載荷可用彈簧拉壓試驗(yàn)機(jī)檢測，大型彈簧可在材料拉壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行載荷檢測。
彈簧拉壓載荷試驗(yàn)機(jī)(圖1)，大都采用杠桿原理，將載荷值轉(zhuǎn)化為位移值顯示在數(shù)值盤上。拉壓試驗(yàn)機(jī)的主要規(guī)格性能見表4。
圖1 彈簧拉壓載荷試驗(yàn)機(jī)
表4 彈簧拉壓試驗(yàn)機(jī)規(guī)格性能
|
型 號(hào) |
GT-3(TL-0003) |
GT-10(TL-00lA) |
GT-100(TL-0lB) |
TL-0．5 |
|
最大負(fù)荷／N |
0～30 |
0～100 |
0～1000 |
0～5000 |
|
精度(％) |
±1 |
±1 |
±1 |
±1 |
|
拉伸試驗(yàn)兩掛鉤最大距離／mm |
150 |
250 |
20～270 |
1000 |
|
拉伸及壓縮試驗(yàn)最大行程／mm |
70 |
70 |
115 |
950 |
|
壓縮試驗(yàn)兩壓盤直徑／mm |
50 |
70 |
110 |
200 |
|
壓縮試驗(yàn)兩壓盤最大距離／mm |
150 |
240 |
250 |
1000 |
|
外形尺寸長×寬×高
mm mm mm |
430×282×535 |
520×300×635 |
810× 585×150 |
400× 470×850 |
|
質(zhì)量/kg |
25 |
33 |
105 |
1500 |
載荷的測試精度不但與試驗(yàn)機(jī)載荷測量精度有關(guān)，而且與加載時(shí)彈簧壓縮后的長度(或變形量)讀數(shù)精度也有關(guān)。在測量如噴油器彈簧等變形量小而精度較高的彈簧時(shí)，可以在試驗(yàn)機(jī)上附加一只干分表來提高變形量讀數(shù)的精度，從而也就提高了載荷測量的精度，見圖2。
圖2 附加干分表提高變形量檢測精度示意圖
載荷測量時(shí)，應(yīng)注意調(diào)節(jié)試驗(yàn)機(jī)的“0”位，并要扣除彈簧自身的重量。對(duì)于細(xì)長而不易直立的彈簧，可附加心軸進(jìn)行試驗(yàn)，此時(shí)應(yīng)盡量避免或減少心軸和彈簧之間的摩擦力，使其不致影響載荷的測量精度。
無論是壓縮或拉伸彈簧，在測量載荷時(shí)，均應(yīng)使所加載荷處于彈簧軸心線或垂直于彈簧軸心線的方向上，使彈簧在變形時(shí)不發(fā)生扭曲現(xiàn)象。若是變形量較大，壓縮彈簧端面與試驗(yàn)機(jī)支撐平臺(tái)之間產(chǎn)生較大的相對(duì)位移時(shí)，可采用輕輕敲擊的方法使彈簧放松，以減少摩擦。也可在壓盤或支撐平板上裝置止推軸承來消除大變形量時(shí)的扭曲現(xiàn)象。
下面以壓縮彈簧為例扼要介紹用拉壓載荷試驗(yàn)機(jī)檢測載荷的方法。
1)載荷檢測前的準(zhǔn)備：用對(duì)應(yīng)量程的三等標(biāo)準(zhǔn)測力計(jì)或同等以上精度的砝碼對(duì)載荷試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行校正，確保試驗(yàn)機(jī)精度不低于1％；用量塊校正載荷試驗(yàn)機(jī)的長度讀數(shù)誤差。
2)在正式檢測前，先將彈簧壓縮一次到試驗(yàn)載荷，當(dāng)試驗(yàn)載荷比壓并載荷大時(shí)，就以壓并載荷作為試驗(yàn)載荷，但壓并力最大不超過理論壓并載荷的1．5倍。
3)彈簧壓至指定高度載荷的檢測：將與指定高度相同的量塊放置在載荷試驗(yàn)機(jī)壓盤中央；在量塊上加載與圖樣名義值相近的載荷；鎖緊定位螺絲或定位銷；取出量塊，放入待測彈簧，調(diào)整零位，去除彈簧自重；將彈簧壓至指定的高度，并讀出相應(yīng)的載荷；按照標(biāo)定的載荷試驗(yàn)機(jī)誤差，對(duì)讀數(shù)進(jìn)行修正。
4)彈簧壓縮規(guī)定變形量時(shí)載荷的測試：將待測彈簧放在載荷試驗(yàn)機(jī)壓盤中央，調(diào)整零位，去除彈簧自重；將上壓盤壓至與彈簧剛接觸的位置，載荷試驗(yàn)機(jī)顯示值F0≈0．05F；記錄載荷試驗(yàn)的初讀數(shù)地F0和長度示值的讀數(shù)；繼續(xù)加載，使長度顯示的讀數(shù)變化值已達(dá)到規(guī)定的變形量；記錄負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)的載荷讀數(shù)9，則壓縮規(guī)定變形量時(shí)彈簧載荷F1＝F－F0，按照標(biāo)定的載荷試驗(yàn)機(jī)誤差對(duì)讀數(shù)進(jìn)行修正。
圖3 壓力環(huán)檢測載荷示意圖
除了采用杠桿式的試驗(yàn)機(jī)外，亦可以采用其他方法進(jìn)行載荷測試。圖3是用壓力環(huán)測量彈簧載荷的示意圖。此種壓力環(huán)精度較高，因此還可以用它來校驗(yàn)各種彈簧試驗(yàn)機(jī)。表5是壓力環(huán)的主要規(guī)格性能。
表5 壓力環(huán)主要規(guī)格性能
|
型 號(hào) |
最大載荷／N |
精 度 (％) |
型 號(hào) |
最大載荷／N |
精 度 (％) |
|
ES—001
ES—002
ES—003
ES—005
ES—006
ES—010
ES—015
ES—030 |
100
200
300
500
600
1000
1500
3000 |
±0．5
±0．5
±0．5
±0．5
±0．5
±0．5
±0．5
±0．5 |
ES—06
ES—1
ES—3
ES—6
ES—10
ES—30
ES—60
ES—100 |
6000
10000
30000
60000
100000
300000
600000
1000000 |
±0．5
±0．5
±0．5
±0．5
±0．5
±0．5
±0．5
±0．5 |
采用電容式或電阻式壓力傳感器，配合適當(dāng)?shù)姆糯箫@示電子儀器，也可以進(jìn)行載荷測量，這就是通常使用的電子秤。使用電子秤測量載荷的優(yōu)點(diǎn)是傳感器本身變形量極其微小，以致可以忽略；再則容易自動(dòng)控制，為彈簧載荷的自動(dòng)測量、自動(dòng)分類創(chuàng)造了條件。圖4是利用壓力傳感器及位移傳感器測量彈簧特性曲線的示意圖。拉壓力傳感器主要規(guī)格和性能參見有關(guān)手冊(cè)。現(xiàn)在有些靈敏度高的傳感器的分辨能力可以達(dá)到1／1000，線性度可以達(dá)到1／10000。
圖4 壓力傳感器測量特性曲線裝置原理
圖5 圓柱螺旋彈簧特性線
3．彈簧剛度的檢測 彈簧剛度的測量是在載荷測量的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，測量彈簧剛度的辦法是測出彈簧的特性線，然后進(jìn)行分析。具有直線型特性線的彈簧剛度就是特性線的斜率，具有曲線型特性線的彈簧剛度是變值。但實(shí)際上即使是圓柱螺旋彈簧，其特性線亦不是理想的直線。這是由于彈簧的工作圈數(shù)有限、彈簧節(jié)距及其他幾何參數(shù)的不均勻等原因使特性線起始及結(jié)尾部分有些彎曲，如圖5所示。所以測量彈簧的剛度應(yīng)避開彎曲的部分。一般方法是在整個(gè)彈簧變形量的20％～80％范圍內(nèi)，均勻地多測幾點(diǎn)載荷，如F1 (H1)，F(xiàn)2(H2)，F(xiàn)3(H3)，…Fn(Hn)，共n點(diǎn)，再求出平均剛度  a．壓縮彈簧剛度的檢測 壓縮彈簧剛度的具體檢測方法有如下兩種程序。
1)未規(guī)定變形范圍時(shí)，彈簧剛度的檢測：通過計(jì)算確定彈簧全變形30％和70％相對(duì)應(yīng)的高度H1和H2；按上節(jié)方法分別測出H1和H2所對(duì)應(yīng)的載荷F1和F2；計(jì)算彈簧剛度。
2)規(guī)定從自由高度開始測試彈簧的剛度：將彈簧放置在壓盤中央位置，調(diào)正載荷試驗(yàn)機(jī)零位，去除彈簧或其他附件的自重；圖樣規(guī)定允許施加預(yù)載荷時(shí)，按圖樣之規(guī)定，圖樣未作規(guī)定的，施加預(yù)載荷10N，以保證彈簧端圈與壓盤之間貼合良好。但最大值不超過理論剛度的20％；記錄預(yù)載荷F0和長度標(biāo)尺的讀數(shù)；向下壓縮lmm，并記錄載荷試驗(yàn)機(jī)的讀數(shù)F；
彈簧剛度 
圖6 有初拉力的拉伸彈簧的特性線
b．拉伸彈簧剛度和初拉力的檢測 拉伸彈簧剛度的檢測方法同壓縮彈簧的檢測方法。具有初拉力的拉伸彈簧在檢測剛度的同時(shí)需檢測其初拉力。初拉力F0和初變形量人的求法是作出彈簧的特性線，將它延長與F軸的交點(diǎn)即為F0，與  軸的交點(diǎn)即為  ，如圖6所示。若是不能作出全部特性線，而是在全變形量的20％～80％內(nèi)測量若干點(diǎn)載荷，用類似于上述一般彈簧的方法，則可得到具有初拉力拉伸彈簧的平均剛度  和初拉力  為 
圖7 具有初拉力拉伸彈簧單圈的初變形量
若將具有初拉力的彈簧截成單圈，則可以看出每一個(gè)彈簧圈在自由狀態(tài)時(shí)都有一個(gè)初變形量Δ(圖7)，稱為單圈初變形量。Δ值一般較小，為測得其精確值，可利用工具顯微鏡。此時(shí)，拉伸彈簧的初變形量  應(yīng)為單圈初變形量Δ的總和 由于材料及加工的不均勻性，不同圈的Δ值稍有差異。
|
壓縮螺旋彈簧
