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弹簧断裂的原因是什么

Author:HY precision Spring Post time:2020-10-22 18:20:06Click:

弹簧是储存、释放机械动能的重要装置,也是机械、电子产品中的重要基础部件之一。弹簧的种类众多,如按力学承载方式分有:压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和线成型弹簧等。如按形状划分有:螺旋弹簧、板(片)弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、平面(截锥)蜗卷弹簧等。


根据牛顿力学第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等, 方向相反, 作用在一条直线上。外部对弹簧施加外力,弹簧本体产生形变,用以抵抗外力,进而慢慢达到力度平衡,形变停止,能量储蓄达到最大。 弹簧承受的应力主要有:弯曲应力、扭转应力、拉压应力和复合应力等。每一款弹簧在设计之处,都要考虑到其工作的环境和条件,如工作长度,K值或力度大小,寿命极限等。


每一款弹簧都有自己的安全工作区间:即在合适的温度、工作长度、力度、振动频率等, 实际应用中超出弹簧的承受范围,弹簧就容易崩溃失效,或者直接断裂。


弹簧的故障模式主要有:断裂、变形、松驰、磨损。其中主要是断裂和变形(松驰)。


1. 脆性断裂:弹簧断裂中绝大部属于脆性断裂。只有当工作温度较高时,才有可能出现塑性断裂。在工程上把疲劳断裂、应力腐蚀断裂及氢脆断裂等称为脆性断裂


2. 疲劳断裂:弹簧在循环载荷作用下的断裂。


3. 应力腐蚀断裂:在拉应力和腐蚀介质共同作用下引起弹簧断裂现象。


4. 腐蚀疲劳断裂:弹簧在循环载荷和腐蚀介质共同作用下发生的断裂。


5. 氢脆、镉脆、黑脆:由于弹簧绕制后,进行回火或表面处理时,线材渗透过程种中有杂质,或者不均匀而引起的脆断。


6. 磨损:磨损分为弹簧本体线圈之间的磨损,弹簧于接触件之间的磨损;弹簧磨损易造成局部摩擦力/阻力过大,其他部分承受压力变大, 整体应力不均匀,或者摩擦部位磨料、疲劳和腐蚀磨损,造成断裂。


7. 设计缺陷:弹簧设计时,预留活动空间不够,导致弹簧设计不合理,外力大小超过弹簧本身的安全范围,造成小马拉大车,弹簧寿命远远小于预计使用寿命,此类缺陷,最易在实际种遇到。

弹簧断裂的原因是什么(图1)