МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.07.88

Настоящий стандартраспространяется на пружины, предназначенные для работы в неагрессивных средахпри температуре от минус 60 °С до плюс 120 °С.

1. Пружины разделяются на классы, виды и разряды в соответствии суказанными в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Примечания:

1.Отсутствие соударения витков у пружин сжатия определяется условием:

где v_max- наибольшая скорость перемещения подвижного конца пружины при нагружении илипри разгрузке, м/с;

v_к - критическая скорость пружины сжатия(соответствует возникновению соударения витков пружины от сил инерции), м/с.

2.Значения выносливости не распространяются на зацепы пружин растяжения.

3. Критериями отказа в условиях эксплуатации являетсяневыполнение требований ГОСТ 16118.

Таблица 2

Примечания:

1.Максимальное касательное напряжение при кручении t₃приведено с учетом кривизны витков.

2.Допускается использование основных параметров витков по ГОСТ 13766, ГОСТ 13767, ГОСТ 13770, ГОСТ 13771 для пружин растяжения с предварительнымнапряжением.

Класс пружин характеризует режим нагружения ивыносливости, а также определяет основные требования к материалам и технологииизготовления.

Разряды пружин отражаютсведения о диапазонах сил, марках применяемых пружинных сталей, а также нормативахпо допускаемым напряжениям.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. В стандарт включеныдополнительные требования, которые приведены в приложениях 1 - 3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЫНОСЛИВОСТИ И СТОЙКОСТИЦИКЛИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ ПРУЖИН

Приопределенииразмеров пружин необходимо учитывать, что при v_max > v_к, помимо касательныхнапряжений кручения, возникают контактные напряжения от соударения витков,движущихся по инерции после замедления и остановок сопрягаемых с пружинамидеталей. Если соударение витков отсутствует, то лучшую выносливость имеютпружины с низкими напряжениями t₃, т.е. пружины Iкласса, промежуточную - циклические пружины II класса и худшую - пружины IIIкласса.

При наличии интенсивногосоударения витков выносливость располагается в обратном порядке, т.е.повышается не с понижением, а с ростом t₃. В таком же порядке располагаетсяи стойкость, т.е. уменьшение остаточных деформаций или осадок пружин в процессеработы.

Средствами регулированиявыносливости и стойкости циклических пружин в рамках каждого класса принеизменных заданных значениях рабочего хода служат изменения разности междумаксимальным касательным напряжением при кручении t₃ и касательным напряжениемпри рабочей деформации t₂.

Возрастание разности t₃ - t₂ обусловливает увеличениевыносливости и стойкости циклических пружин всех классов при одновременномвозрастании размеров узлов. Уменьшение разности t₃ - t₂ сопровождается обратнымиизменениями служебных качеств и размеров пространств в механизмах дляразмещения пружин.

Для пружин I классарасчетные напряжения и свойства металла регламентированы так, что при v_max/v_к < 1 обусловленнаястандартом выносливость пружин при действии силы F₁ (сила пружины припредварительной деформации) обеспечивается при всех осуществимых расположенияхи величинах рабочих участков на силовых диаграммах (разности напряжений t₃ - t₂ и t₂ - t₁ где t₁- касательноенапряжение при предварительной деформации).

Циклические пружины IIкласса при v_max/v_к < 1 в зависимости отрасположения и величин рабочих участков могут быть поставлены в условия какнеограниченной, так и ограниченной выносливости.

Циклические пружины IIIкласса при всех отношениях v_max/v_к и величинах относительногоинерционного зазора пружин d не более 0,4 [формула (1) ГОСТ13765] характеризуются ограниченной выносливостью, поскольку они рассчитанына предельно высокие касательные напряжения кручения, к которым при v_max/v_к > lдобавляются контактные напряжения от соударения витков.

Статические пружины,длительно пребывающие в деформированном состоянии и периодически нагружаемые соскоростью v_maxменее v_к, относятся ко IIклассу. Вводимые стандартом ограничения расчетных напряжений и свойствпроволоки (ГОСТ 13764, табл. 2)обеспечивают неограниченную стойкость статических пружин при остаточныхдеформациях не более 15 % величины максимальной деформации s₃.

Допустимые остаточныедеформации статических пружин регламентируются координацией сил пружины прирабочей деформации s₃ на силовых диаграммах,причем увеличение разности F₃- F₂ способствует уменьшениюостаточных деформаций.

Технологические средстварегулирования выносливости и стойкости пружин определяются документацией натехнические условия.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ

Имеющиеся в промышленностимарки пружинной стали характеризуются следующими свойствами и условиямиприменения.

Проволока классаI по ГОСТ9389. Высокаяразрывная прочность. Наличие больших остаточных напряжений первого рода (отволочения и навивки) обусловливает появление остаточных деформаций пружин принапряжениях t₃ > 0,32R_m. При v_max> v_к остаточные деформациивысоки независимо от применения операции заневоливания. В связи с указаннымпроволока класса I по ГОСТ9389 назначается для пружин III класса в виде трехжильныхтросов.

Проволока классов IIи IIА по ГОСТ9389. Отличаетсяот проволоки класса I уменьшенной прочностью при разрыве и повышенной пластичностью. Применяетсядля изделий, работающих при низких температурах, а также для пружин растяжениясо сложными конструкциями зацепов. Проволока класса IIА отличается от проволокикласса II более высокой точностью размеров, уменьшением вредных примесей вметалле и дальнейшим повышением пластичности.

Сталь марки 65Г. Повышенная склонность кобразованию закалочных трещин. Применяется с целью удешевления продукции дляизделий массового производства в случаях, когда поломки пружин не вызываютнарушения функционирования деталей механизмов и не связаны с трудоемкимизаменами.

Сталь марки 51ХФА. Повышеннаятеплоустойчивость. Закаливается на твердость не более 53,5HRC_э. В результате высокихупругих и вязких свойств служит лучшим материалом для пружин Iкласса.

Сталь марок 60С2А, 60С2. Высокие упругие и вязкиесвойства. Повышенная склонность к графитизации и недостаточная прокаливаемостьпри сечениях d > 20 мм. Широкаяприменимость для пружин I и II классов. Для пружин IIIкласса назначается при v_max £ 6 м/с.

Сталь 60С2ХФА. Высокая прокаливаемость,малая склонность к росту зерна и обезуглероживанию при нагреве (по сравнению состалью 60С2А), повышенные вязкость, жаропрочность и хладостойкость, хорошаяциклическая прочность и релаксационная стойкость в широком диапазоне циклическихизменений температур. Предпочтительное применение в сечениях проволоки от 30 мми выше.

Сталь марки 65С2ВА. Высокие упругие свойства ивязкость. Повышенная прокаливаемость. Служит лучшим материалом для пружин III класса. Применяется при v_max> 6 м/с.

Сталь марки 70С3А. Повышенная прокаливаемость.Обладает склонностью к графитизации. Преимущественное применение при диаметрахпроволоки d > 20 мм. Заменителем служитсталь 60С2Н2А.

Примечание. Преимущественное практическое использование пружин изстали марки 51ХФА определяется интервалом температур от минус 180 до плюс 250°С, из стали марки 60С2ХФА от минус 100 до плюс 250 °С, из проволоки класса IIA по ГОСТ9389 от минус 180 до плюс 120 °С, из стали марок 65Г, 70С3А, 60С2А, 65С2ВАи из проволоки класса Iпо ГОСТ9389 от минус 60 до плюс 120 °С. В случаях использования пружин при болеевысоких температурах рекомендуется учитывать температурные изменения модуля.

(Измененная редакция, Изм. №1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О НАЗНАЧЕНИИ ВЫСОКОЙ ТВЕРДОСТИ ДЛЯПРУЖИН III КЛАССА

Установлено, что пружинысжатия, работающие в режиме интенсивного соударения витков, преждевременновыходят из строя, главным образом, по причине поломок опорных витков, а такжепо причине быстрой потери сил в результате остаточных деформаций.

Назначение высокой твердостиспособствует возрастанию упругих свойств и предела прочности R_m пружинных материалов, врезультате чего остаточные деформации резко уменьшаются и благодаря этомупружины более продолжительное время работают без поломок и без недопустимыхпотерь сил.

У применяемых марок сталибезопасным для работоспособности пружин III класса является интервалтвердости HRC_э 53,5 ... 58,0, однако условием для этого служитобязательное применение дробеструйной обработки независимо от требуемых нормвыносливости. Важной предпосылкой назначения высокой твердости служит такжевсемерное сокращение периодов нагрева для закалки и установлениепродолжительности отпуска на заданную твердость не менее 45 мин при нагреве вжидких ваннах и не менее 1 ч при нагреве в воздушной среде.

Все пружины, закаливаемые навысокую твердость, в зависимости от уровня требований к стабильности размеров исил, а также с целью контроля дефектов металла рекомендуется подвергатьзаневоливанию до соприкосновения витков, также копровой или стендовой отбивке.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТЧИКИ

Б.А. Станкевич (руководитель темы); О.Н. Магницкий, д-р. техн. наук; А.А. Косилов; Б.Н. Крюков; Е.А. Караштин, канд. техн. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПостановлениемГосударственного комитета СССР по стандартам от 19.12.86 № 4007

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5616-86

4. ВЗАМЕН ГОСТ 13764-68

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. Ограничение срока действия снято по протоколу № 7-95Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС11-95)

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (август 1999 г.) с Изменением № 1, утвержденным в ноябре1988 г. (ИУС 2-89)

СОДЕРЖАНИЕ