Прочность пружин, работающих в паре с амортизаторами, определяет долгосрочность службы элементов подвески, влияет на уровень комфорта при передвижении авто. От характеристик пружинящего компонента зависит качество сцепления колесной базы с дорожным полотном и управляемость транспортным средством. Если пружина ослабла или вышла из строя, ломается амортизатор, так как увеличиваются действующие на него нагрузки и утрачивается защита от механических ударов.
Чтобы убедиться в способности амортизаторных пружин выдерживать стандартные эксплуатационные нагрузки без разрушения и деформации, проводятся лабораторные испытания на специализированных машинах.
Виды испытаний амортизаторных пружин на устойчивость к сжатию
Пружина и амортизатор – взаимозависимые составляющие единого механизма. Их проектирование, расчеты эксплуатационных нагрузок производятся для обоих компонентов с ориентиром на конкретную модель с заданными техническими характеристиками. Во время эксплуатации амортизаторная пара сопротивляется суммарной нагрузке, в состав которой входит вес кузовной части транспортного средства с пассажирами, компенсация перемещения по неровным покрытиям, смягчение толчков, работа по возвращению колеса в рабочее положение после наезда на выпуклость, попадания в выбоину.
Для выполнения испытаний амортизаторных пружин предоставляется конструкторская документация, в которой указываются параметры изделия и предельные расчетные нагрузки. Тестирование на соответствие характеристик параметрам, обозначенным в технических документах, производится посредством приложения эталонных усилий. После снятия нагрузки регистрируется длина изделия и остаточная деформация.
Комплекс испытаний для амортизаторных пружин на сопротивляемость сжимающим усилиям включает 2 варианта определений:
- Статический. Исследования заключаются в постепенной передаче нагрузки с последующим снятием усилия. Лабораторные испытания позволяют определить величину сжатия и численное значение расходованной энергии. Пружины сжимают до полного соприкосновения всех витков и разжимают по 3 раза, после чего измеряют осадку изделия. Образцы, высота которых больше трехкратного диаметра, тестируют с помощью подставки с цилиндрическим штоком, который предотвращает прогиб пружины.
- Динамический. Тестирование на устойчивость к многократным переменным нагружениям проводят для определения ресурса детали. Лабораторная машина моделирует типичные циклические нагрузки с силой импульса, приближенной к эксплуатационным воздействиям. Максимальная нагрузка при сжимании пружин превышает предел усталости, но не достигает предела упругости стального сплава, использованного в изготовлении продукции.
Иногда с целью сокращения продолжительности испытаний вместо приложения динамических нагрузок используют методику заневоливания или отбивку многократными ударами. Первый способ заключается в выдерживании образцов в сжатом состоянии 0,25-3 суток. Методика предполагает приложение нагрузки немного выше, чем предел упругости.
При испытаниях отбивкой в амортизаторных пружинах также возникают напряжения, превышающие предел упругости. Стабилизация осадки отмечается в среднем после 2000 циклов нагружения. Но многочасовая выдержка в сжатом состоянии позволяет заодно получать не менее ценную информацию о качестве термообработки, а также о склонности к зарождению трещин.
Машины и сопутствующие атрибуты для испытаний пружин сжатием
Для приемо-сдаточных работ и изучения способности амортизаторных пружин работать в условиях сжатия без деформаций, разрушения потребуются следующие технические средства:
- Испытательный пресс МИП. Лабораторная установка, разработанная для передачи контролируемой давящей нагрузки, используется в испытаниях сопротивляемости материалов, изделий сжимающим, прокалывающим, сдвигающим усилиям. Аппараты этой группы производятся с электромеханическим и электрогидравлическим приводом, что позволяет выбрать модель с требующимся диапазоном мощности. Испытательные прессы поставляются в 2-х исполнениях: с одной и двумя рабочими зонами. Второй вариант выбирают, если требуется ускорить проведение лабораторных работ или сравнивать поведение образцов при одновременном приложении усилий.
- Машина для усталостных испытаний МИМ. Динамическая машина воспроизводит циклические воздействия с изменяющейся силой, направлением, временем приложения. Рабочая часть установки передает усилие в гармоническом и импульсном режиме, моделирует свободные и вынужденные колебания, удары. Аппарат используется для изучения механизма много- и малоциклового усталостного разрушения.
- Плиты сжатия. Компрессионные платформы из твердосплавных материалов выдерживают нагрузки больших мощностей без деформационных изменений. Сменная оснастка снабжена универсальной системой креплений, благодаря которой оперативно производится установка и демонтаж приспособлений на все виды машин. Высвобождение и смещение пружин во время приложения сжимающих нагрузок исключают ограничительные бортики и штекеры.
В выборе лабораторных аппаратов и сопутствующих приспособлений для испытаний амортизаторных пружин готовы оказать содействие компетентные сотрудники компании «ГОСТ».