在現代工業領域中,波形彈簧作為一種結構緊湊、剛度適中的彈性元件,被廣泛應用于軸承預緊、間隙補償、緩沖減震等關鍵場景。其性能的優劣直接影響到整個設備或組件的可靠性與壽命。因此,對波形彈簧進行精確的壓縮性能測試,獲取其力-位移特性、剛度及永jiu變形等關鍵參數,是質量控制與產品研發中重要的一環。
科準測控小編認為,通過標準化的壓縮測試,不僅可以驗證產品是否滿足設計規范,還能為結構優化提供可靠的數據支撐。本文將依據通用材料試驗標準,結合具體的測試案例,詳細闡述波形彈簧壓縮測試的原理、標準、所用儀器及詳細操作流程,以期為相關領域的工程師和技術人員提供一份清晰、實用的操作指南。
一、 測試原理
波形彈簧壓縮測試的基本原理是模擬其在實際工況下的受力狀態。將彈簧試樣置于萬能材料試驗機的上下壓縮夾具之間,通過驅動橫梁以恒定速度向下移動,對彈簧施加軸向壓縮載荷。在此過程中,試驗機的高精度力傳感器和位移傳感器會同步、實時地采集壓縮力與變形量(位移)的數據,并自動繪制出力-位移曲線。
通過對這條曲線的分析,我們可以得到波形彈簧的幾個核心性能指標:
剛度:曲線線性段的斜率,即單位變形所需的力(N/mm)。
規定變形量下的負荷:彈簧被壓縮到某一特定高度時所產生的力值。
壓并負荷與壓并高度:當彈簧波峰與波谷接觸,無法進一步壓縮時的負荷和高度。
永jiu變形(殘余變形):將彈簧壓縮至規定高度后,卸載負荷,其自由高度不能恢復的部分。
二、 測試標準
GB/T 239.1-2012《金屬材料 線材 反復彎曲試驗 第1部分》
ISO 7500-1《金屬材料 靜態單軸試驗機的驗證 第1部分》
JB/T 7366-2011《平面渦卷彈簧 技術條件》
三、檢測設備
1、KZ-68SC-05XY萬能材料試驗機
2、壓縮夾具
3、試驗條件
樣品名稱:波形彈簧
試驗溫度:室溫
試驗類型:壓縮
試驗速度:5mm/min
四、 測試流程
步驟一、準備工作
設備校準:確認試驗機及傳感器在有效校準期內。
夾具安裝:將上下壓縮壓盤牢固安裝到試驗機上,并確保其接觸面平行、清潔。
試樣測量:使用游標卡尺等量具,精確測量彈簧的自由高度、內外徑等初始尺寸,并記錄。
軟件設置:在試驗機控制軟件中創建新測試方法,設定試驗速度為5mm/min,輸入試樣信息,并設置好需要采集的數據點和曲線。
步驟二、安裝試樣
將波形彈簧試樣直立、居中地放置在下壓盤的中央位置。確保彈簧軸線與壓盤平面垂直。
步驟三、執行測試
預壓縮:啟動設備,使上壓盤緩慢下降,直至剛剛接觸彈簧頂端(即力值開始有微小示數),將此位置設置為位移和力的“零點"。
開始測試:在軟件中點擊“開始"按鈕,試驗機將以5mm/min的恒定速度對彈簧進行壓縮。
數據采集:系統將自動記錄整個壓縮過程中的力與位移數據。
測試終止:根據預設條件終止測試。常見終止條件有:
壓縮至規定的位移(如工作位移或壓并高度)。
壓縮至規定的負荷。
完成多次加載-卸載循環以測試疲勞或殘余變形。
步驟四、測試后操作
卸載:測試結束后,控制上壓盤緩慢返回至初始位置。
取下試樣:小心取出被壓縮過的彈簧試樣。
數據保存與分析:保存測試曲線與數據。根據力-位移曲線,計算彈簧的剛度、指定位移下的負荷等關鍵參數。如有需要,可再次測量彈簧的自由高度,以計算其永jiu變形量。
清理:清理壓盤,保持設備整潔。
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