ความรู้ด้านฮาร์ดแวร์: ปัจจัยหกประการส่งผลต่อความแข็งแรงเมื่อยล้าของสปริง

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อความแข็งแรงเมื่อยล้าของสปริง

1. มีความสัมพันธ์บางอย่างระหว่างความแข็งแรงครากของวัสดุและขีดจำกัดความล้า โดยทั่วไป ยิ่งความแข็งแรงของผลผลิตของวัสดุสูงเท่าใด ความแข็งแรงของความล้าก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ดังนั้น เพื่อเพิ่มความแข็งแรงเมื่อยล้าของสปริง เราควรพยายามเพิ่มความแข็งแรงผลผลิตของวัสดุสปริง หรือใช้วัสดุที่มีอัตราส่วนกำลังครากต่อแรงดึงสูง สำหรับวัสดุชนิดเดียวกัน โครงสร้างเม็ดละเอียดมีความแข็งแรงของผลผลิตสูงกว่าโครงสร้างเม็ดหยาบและละเอียด

2. ความเค้นสูงสุดของสภาพพื้นผิวส่วนใหญ่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุสปริง ดังนั้นคุณภาพพื้นผิวของสปริงจึงมีอิทธิพลอย่างมากต่อความแข็งแรงของความล้า ข้อบกพร่อง เช่น รอยแตก ข้อบกพร่อง และรอยแผลเป็นที่เกิดจากวัสดุสปริงในระหว่างการรีด การดึง และการขด มักเป็นสาเหตุของความล้าและการแตกหักของสปริง

ยิ่งความหยาบผิวของวัสดุมีขนาดเล็กลง ความเข้มข้นของความเค้นก็จะน้อยลงและค่าความล้าก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย อิทธิพลของความหยาบผิวของวัสดุต่อขีดจำกัดความล้า เมื่อความหยาบของพื้นผิวเพิ่มขึ้น ขีดจำกัดความล้าก็จะลดลง ในกรณีที่มีความหยาบเท่ากัน เกรดเหล็กที่แตกต่างกันและวิธีการม้วนที่แตกต่างกันจะมีระดับการลดขีดจำกัดความล้าที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ระดับการลดลงของสปริงขดเย็นจะน้อยกว่าระดับของสปริงขดร้อน เนื่องจากสปริงคอยล์ร้อนเหล็กและการบำบัดความร้อนได้รับความร้อน พื้นผิวของวัสดุสปริงจึงหยาบเนื่องจากการเกิดออกซิเดชันและการสลายตัวของคาร์บอน ซึ่งจะช่วยลดความแข็งแรงเมื่อยล้าของสปริง

การเจียร การกด การพ่นทราย และการรีดพื้นผิววัสดุ ทั้งสองสามารถปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้าของสปริงได้

3. ยิ่งขนาดของวัสดุมีผลต่อขนาดมากเท่าไร โอกาสที่จะเกิดข้อบกพร่องที่เกิดจากกระบวนการทำงานทั้งร้อนและเย็นก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น และโอกาสที่จะเกิดข้อบกพร่องที่พื้นผิวก็มีมากขึ้นด้วย เหตุผลเหล่านี้ล้วนส่งผลให้ประสิทธิภาพความเมื่อยล้าลดลง ดังนั้นจึงควรพิจารณาอิทธิพลของผลกระทบต่อขนาดเมื่อคำนวณความล้าของสปริง

4. ข้อบกพร่องทางโลหะวิทยา ข้อบกพร่องทางโลหะวิทยาหมายถึงการแยกส่วนที่รวมอโลหะ ฟองอากาศ องค์ประกอบ ฯลฯ ในวัสดุ สิ่งเจือปนที่ปรากฏบนพื้นผิวเป็นที่มาของความเข้มข้นของความเค้น ซึ่งจะทำให้เกิดรอยแตกเมื่อยล้าก่อนเวลาอันควรระหว่างสารเจือปนและส่วนต่อประสานของสารตั้งต้น การใช้การถลุงแบบสุญญากาศ การหล่อแบบสุญญากาศ และมาตรการอื่น ๆ สามารถปรับปรุงคุณภาพของเหล็กได้อย่างมาก

5. เมื่อสปริงตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทำงานในตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน สปริงตัวกลางนั้นจะกลายเป็นแหล่งความล้าเนื่องจากการแตกเป็นรูบนพื้นผิวหรือการกัดกร่อนของขอบเกรนของพื้นผิว ภายใต้การกระทำของความเครียดแปรผัน มันจะค่อยๆ ขยายตัวและทำให้เกิดการแตกหัก ตัวอย่างเช่น เหล็กสปริงที่ทำงานในน้ำจืดมีขีดจำกัดความล้าเพียง 10% ถึง 25% ของค่าความล้าในอากาศ อิทธิพลของการกัดกร่อนที่มีต่อความแข็งแรงเมื่อยล้าของสปริงไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับจำนวนครั้งที่สปริงต้องรับน้ำหนักที่แปรผันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอายุการใช้งานด้วย ดังนั้นเมื่อออกแบบและคำนวณสปริงที่ได้รับผลกระทบจากการกัดกร่อนจึงควรคำนึงถึงอายุการใช้งานด้วย

สำหรับสปริงที่ทำงานภายใต้สภาวะที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแรงเมื่อยล้า สามารถใช้วัสดุที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูง เช่น สแตนเลส โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก หรือชั้นป้องกันบนพื้นผิว เช่น การชุบ ออกซิเดชัน การฉีดพ่น จิตรกรรม ฯลฯ . การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าการชุบแคดเมียมสามารถเพิ่มขีดจำกัดความล้าของสปริงได้อย่างมาก

6. ความแข็งแรงเมื่อยล้าของเหล็กกล้าคาร์บอนอุณหภูมิลดลงจากอุณหภูมิห้องเป็น 120°C เพิ่มขึ้นจาก 120°C เป็น 350°C และลดลงอีกครั้งหลังจากอุณหภูมิสูงกว่า 350°C ไม่มีการจำกัดความเมื่อยล้าที่อุณหภูมิสูง สำหรับสปริงที่ทำงานภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง ควรพิจารณาใช้เหล็กทนความร้อน ต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง ขีดจำกัดความล้าของเหล็กจะเพิ่มขึ้น