在现代工业领域中,波形弹簧作为一种结构紧凑、刚度适中的弹性元件,被广泛应用于轴承预紧、间隙补偿、缓冲减震等关键场景。其性能的优劣直接影响到整个设备或组件的可靠性与寿命。因此,对波形弹簧进行精确的压缩性能测试,获取其力-位移特性、刚度及永jiu变形等关键参数,是质量控制与产品研发中重要的一环。
科准测控小编认为,通过标准化的压缩测试,不仅可以验证产品是否满足设计规范,还能为结构优化提供可靠的数据支撑。本文将依据通用材料试验标准,结合具体的测试案例,详细阐述波形弹簧压缩测试的原理、标准、所用仪器及详细操作流程,以期为相关领域的工程师和技术人员提供一份清晰、实用的操作指南。
一、 测试原理
波形弹簧压缩测试的基本原理是模拟其在实际工况下的受力状态。将弹簧试样置于万能材料试验机的上下压缩夹具之间,通过驱动横梁以恒定速度向下移动,对弹簧施加轴向压缩载荷。在此过程中,试验机的高精度力传感器和位移传感器会同步、实时地采集压缩力与变形量(位移)的数据,并自动绘制出力-位移曲线。
通过对这条曲线的分析,我们可以得到波形弹簧的几个核心性能指标:
刚度:曲线线性段的斜率,即单位变形所需的力(N/mm)。
规定变形量下的负荷:弹簧被压缩到某一特定高度时所产生的力值。
压并负荷与压并高度:当弹簧波峰与波谷接触,无法进一步压缩时的负荷和高度。
永jiu变形(残余变形):将弹簧压缩至规定高度后,卸载负荷,其自由高度不能恢复的部分。
二、 测试标准
GB/T 239.1-2012《金属材料 线材 反复弯曲试验 第1部分》
ISO 7500-1《金属材料 静态单轴试验机的验证 第1部分》
JB/T 7366-2011《平面涡卷弹簧 技术条件》
三、检测设备
1、KZ-68SC-05XY万能材料试验机
2、压缩夹具
3、试验条件
样品名称:波形弹簧
试验温度:室温
试验类型:压缩
试验速度:5mm/min
四、 测试流程
步骤一、准备工作
设备校准:确认试验机及传感器在有效校准期内。
夹具安装:将上下压缩压盘牢固安装到试验机上,并确保其接触面平行、清洁。
试样测量:使用游标卡尺等量具,精确测量弹簧的自由高度、内外径等初始尺寸,并记录。
软件设置:在试验机控制软件中创建新测试方法,设定试验速度为5mm/min,输入试样信息,并设置好需要采集的数据点和曲线。
步骤二、安装试样
将波形弹簧试样直立、居中地放置在下压盘的中央位置。确保弹簧轴线与压盘平面垂直。
步骤三、执行测试
预压缩:启动设备,使上压盘缓慢下降,直至刚刚接触弹簧顶端(即力值开始有微小示数),将此位置设置为位移和力的“零点"。
开始测试:在软件中点击“开始"按钮,试验机将以5mm/min的恒定速度对弹簧进行压缩。
数据采集:系统将自动记录整个压缩过程中的力与位移数据。
测试终止:根据预设条件终止测试。常见终止条件有:
压缩至规定的位移(如工作位移或压并高度)。
压缩至规定的负荷。
完成多次加载-卸载循环以测试疲劳或残余变形。
步骤四、测试后操作
卸载:测试结束后,控制上压盘缓慢返回至初始位置。
取下试样:小心取出被压缩过的弹簧试样。
数据保存与分析:保存测试曲线与数据。根据力-位移曲线,计算弹簧的刚度、指定位移下的负荷等关键参数。如有需要,可再次测量弹簧的自由高度,以计算其永jiu变形量。
清理:清理压盘,保持设备整洁。
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