описание, характеристики, марка и отзывы
Рессорно-пружинные стали характеризуются довольно высоким модулем упругости. Этим показателем обладают углеродистые и легированные марки металла.
Легированные и углеродистые материалы
Этот вид материала используют для производства жестких (силовых) упругих элементов. Причиной именно такому применению стало то, что высокий модуль упругости этой стали сильно ограничивает упругую деформацию детали, которая будет произведена из рессорно-пружинной стали. Также важно отметить, что этот тип продукта является высокотехнологичным и в то же время довольно приемлемым по своей стоимости. Кроме использования в авто- и тракторостроении, этот вид материала также широко применяется для изготовления силовых элементов в различных приборах. Чаще всего детали, которые произведены из этой стали, называют одним общим названием — пружинные стали общего назначения.
Для того чтобы обеспечить необходимую работоспособность силовых упругих элементов, необходимо, чтобы рессорная сталь обладала высоким пределом не только упругости, но и выносливости, а также релаксационной стойкостью.
Свойства
Для того чтобы удовлетворить такие требования, как выносливость, упругость и релаксационная стойкость, применяются материалы с повышенным содержанием углерода. Процент содержания этого вещества в используемом продукте должен быть в пределах от 0,5 до 0,7 %. Также важно подвергать этот вид стали закалке и отпуску. Проводить эти процедуры необходимо при температуре от 420 до 520 градусов по Цельсию.
Стоит заметить, что рессорная сталь, закаленная на мартенсит, обладает малым коэффициентом упругости. Он значительно повышается лишь при отпуске, когда образуется структура троосита. Процесс гарантирует повышение пластичности стали, а также вязкости ее разрушения. Эти два фактора важны для того, чтобы снизить чувствительность к концентраторам напряжения, а также увеличить предел выносливости продукта. Можно добавить, что положительными качествами характеризуется также и изометрическая закалка на нижний бейнит.
Ножи
Рессорная сталь для ножа некоторое время являлась наиболее распространенным материалом, особенно среди владельцев автомобилей. Изготовление острых предметов действительно осуществлялось из старых рессор, которые пришли в негодность для использования в транспортном средстве. Применение ножей из такого необычного материала осуществлялось как для различных бытовых нужд, так и для обычной резки продуктов на кухне. Выбор именно на эту деталь пал не случайно. Было несколько причин, почему именно рессорная сталь стала основным материалом для самодельного производства хороших ножей.
Первая причина — это то, что из-за плохого качества дорог такая деталь как рессора, часто и быстро приходила в негодность. Из-за этого у многих автовладельцев этих узлов было в избытке. Детали просто лежали в гаражах. Доступность и стала первой причиной.
Вторая причина — это конструкция рессоры, которая включала в себя несколько листов углеродистой стали. Именно из этих элементов и можно было изготовить пару добротных ножей.
Третья причина — это высокая эластичность рессорной стали, которая позволяет проводить обработку материала, имея лишь минимальный набор инструментов.
Особенности ножей
Существенная причина, по которой именно этот вид стали стал обширно использоваться для производства ножей, — это состав самого продукта. На производстве данный состав получил название рессорно-пружинной стали 65Г. Как следует из названия, этот материал широко используется для производства рессор, пружин, шайб, а также некоторых других деталей. Стоимость именно этой марки стали считается одной из самых низких среди именно углеродистых материалов. Но при этом ее характеристики, то есть прочность, гибкость и ударная вязкость, находятся на высоте. Кроме того, твердость самой стали также увеличилась. Все эти особенности углеродистого металла также сыграли свою решающую роль при выборе материала для создания ножей.
Сталь 65Г
Рессорная сталь 65Г — это конструкционная высокоуглеродистая сталь, которая поставляется в соответствии с ГОСТом 14959. Такая марка относится к группе рессорно-пружинных сталей. Двумя наиболее важными требованиями, предъявляющимися к такому виду стали, являются высокая поверхностная прочность, а также повышенная упругость. Для того чтобы добиться необходимой прочности, в состав металла добавляют до 1 % марганца. Кроме того, чтобы достичь всех требуемых показателей, необходимо провести надлежащую термическую обработку деталей, изготовленных из этой марки.
Широкое и эффективное использование данного вида стали обусловлено тем, что она принадлежит к классу экономнолегированных, то есть дешевых. Основными ингредиентами этого продукта стали такие компоненты, как:
- углерод, содержание которого составляет от 0,62 до 0,7 %;
- марганец, содержание которого не превышает от 0,9 до 1,2 %;
- содержание хрома и никеля в составе от 0,25 до 0,3 %.
Другие составляющие, которые входят в состав стали — сера, медь, фосфор и т. д. Это примеси, процентное содержание которых регламентируется государственным стандартом.
Термическая обработка
Существует несколько режимов термической обработки этого типа стали. Любой из них выбирается в соответствии с производственными требованиями, которые предъявляются к готовому продукту. Чаще всего используется два метода термической обработки, которые гарантируют получение необходимых свойств с химической и физической точки зрения. К этим способам относят нормализацию и закалку с последующим отпуском.
При проведении термической обработки необходимо правильно выбрать параметры температуры, а также времени, которое нужны для проведения операции. Чтобы верно выбрать эти характеристики, следует отталкиваться от того, какая марка стали используется. Так как материал марки 65Г принадлежит к доэвтектидному типу, то в составе этого продукта содержится аустенит, представленный в виде твердой механической смеси с небольшим количеством феррита. Аустенит является более твердым материалом с точки зрения структуры, чем феррит. Поэтому для проведения термической обработки стали 65Г, необходимо создавать более низкий интервал закалочных температур. Учитывая этот факт, подобные показатели для этого вида металла составляют от 800 до 830 градусов по Цельсию.
Режим закалки
Как закалить рессорную сталь? Необходимо создать нужный температурный режим, выбрать правильное время, а также верно рассчитать время и температуру отпуска. Для того чтобы придать стали все необходимые характеристики, которые задаются будущими техническими условиями эксплуатации детали, стоит провести нужную закалку. Для выбора подходящего режима проведения этой процедуры опираются на такие характеристики:
- Важным является не только способ закалки, но и оборудование, которое используется для нагрева стали.
- Подобрать необходимый температурный режим закалки.
- Подобрать подходящий временной промежуток для закалки стали.
- Выбрать нужную среду для проведений процесса закаливания.
- Также важно правильно подобрать технологию охлаждения детали после процесса закаливания.
Марки рессорной стали
Поставка стали для изготовления рессоры осуществляется в виде полос. После этого из нее нарезают заготовки, закаливают, отпускают и собирают в виде пакетов. Марки рессорно-пружинной стали, такие как 65, 70, 75, 80 и т. д., характеризуются тем, что их релаксационная стойкость мала, особенно этот недостаток заметен при нагреве детали. Данные марки стали не могут быть использованы для работы в среде, температура которой превышает 100 градусов по Цельсию.
Существуют дешевые кремнистые марки 55С2, 60C2, 70СЗА. Их используют для изготовления пружин или же рессор, толщина которых не будет превышать 18 мм.
К более качественным маркам стали можно отнести 50ХФА, 50ХГФА. Если сравнивать с кремнемарганцовыми и кремнистыми материалами, то при отпуске температура намного выше — около 520 градусов. Из-за такой процедуры обработки эти марки стали характеризуются высокой теплостойкостью, а также малой чувствительностью к надрезу.
Пружинная сталь (рессорно-пружинная): особенности сплава, закалка
Особой разновидностью стального сплава является рессорно-пружинная сталь. Пружинная сталь обладает рядом особенностей — очень высокий предел текучести, твердость, приемлемый уровень коррозийной устойчивости. Такой материал может гнуться, изменять свою форму под действием внешних факторов. Во время сжатия он сохраняется все свои физические свойства (прочность, механическая устойчивость, химическая инертность). Если такую пружину разжать, то материал вернется в свою обычную форму с сохранением всех физических свойств.
Основные сведения
Рессорно-пружинная сталь — сплав, который обладает очень высоким пределом текучести. Предел текучести — это физическое свойство какого-либо материала, характеризующее напряжение, при котором деформация продолжают расти без увеличения нагрузки. По факту этот показатель отражает способность материала сохранять свою форму при изгибе и скручивании.
Чем лучше материал сохраняют форму при деформации, тем выше у него предел текучести. Высокий предел текучести возникает в материале за счет специальных методов обработки (закалка, отпуск). Это отличает сталь-пружину от многих других стальных сплавов, которые обычно «обретают необычные свойства» за счет включения в их состав различных легирующих добавок.
В России для производства пружинной стали применяются низколегированные сплавы с минимальным количеством добавочных компонентов. В американских, европейских, азиатских странах также часто применяются среднеуглеродистые и высокоуглеродистые соединения, содержащие хром.
Также применяются соединения, содержащие большое количество марганца, никеля, кремния, вольфрама, азота. Эти компоненты делают материал еще более пластичным, а также повышают его химическую инертность (то есть такой материал не будет вступать в реакцию с щелочами, кислотами, солями). Как ясно из названия, пружинная сталь обычно применяется для производства пружин, торсионов, рессор, фортепианных струн, хомутов и многих других изделий.
Физические свойства
Перечислим основные физические свойства данного вида сталей:
- Высокое сопротивление упругой деформации. Этот показатель отражает тот факт, как легко пластичный элемент подвергается сжатию при наличии внешних источников давления. В случае высокого сопротивления стальная пружина плохо поддается сжатию, что помогает детали восстановить свою естественную форму после разжатия.
- Низкий коэффициент остаточного растяжения. При наличии внешнего источника давления такой материал принимает соответствующую форму. Однако после исчезновения такого источника давления деталь вновь принимает старую форму. Чем ниже коэффициент остаточного растяжения, тем слабее материал подвергается остаточной деформации при исчезновении внешнего источника давления.
- Хорошая прочность. При сжатии стальной пружины деталь не трескается, сохраняется свою кристаллическую структуру, не рассыпается на несколько частей. Естественная прочность детали может быть повышена за счет внесения в состав стального сплава различных легирующих добавок (никель, хром, титан, свинец).
- Неплохая коррозийная устойчивость (при наличии легирующих компонентов). Если пружина изготовлена из стали с большим содержанием хрома, то она будет хорошо выдерживать коррозию. Физика процесса выглядит так: при наличии в металле хрома на поверхности материала создается тонкая оксидная пленка. Такая пленка препятствует контакту железа с кислородом, азотом, что минимизирует риск возникновения ржавчины.
- Химическая инертность (при наличии легирующих компонентов). Легирующие добавки на основе ванадия, вольфрама, алюминия, селена, кремния уменьшают вероятность контакта железа с внешними веществами. Поэтому при контакте металла с каким-либо химическим веществом окислительно-восстановительные реакции не возникают. Это делает пружину инертной в химическом смысле.
Легирующие добавки
Чтобы сталь-пружина стала упругой, она должна пройти прокаливание по всему своему сечению. Этот момент является очень важным. Если его проигнорировать, то высокий предел текучести возникнет только на отдельных фрагментах детали. Поэтому при длительном сжатии такая деталь может треснуть, надломиться или лопнуть.
При выборе стального сплава для изготовления пружинно-рессорного элемента нужно помнить о концентрации легирующих добавок. Оптимальная концентрация углерода в составе сплава — 0,5-0,7%. Применение материала с более высоким содержанием углерода допускается, однако в этом нет большого практического смысла. Ведь в таком случае значительно повышается риск растрескивания материала при длительной нагрузке, что делает сталь-пружину бесполезной.
Некоторые дополнительные требования относительно содержания легирующих добавок:
- Кремний — не более 2,5%.
- Марганец — до 1,1%.
- Вольфрам — до 1,2%.
- Никель — не более 1,7%.
Для получения рессорной стали используются закалка обычного стального материала. Закалку рекомендуется проводить при температуре порядка +800-900 градусов. Во время закалки заметно повышается предел текучести, но одновременно с этим образуется большое количество мартенсита, который негативно влияет на упругость. Для разрушения мартенсита применяются различные технологии. Оптимальная методика — это применение отпуска при средних температурах (400-500 градусов).
Недостатки пружинной стали
- Плохая свариваемость. Закалка приводит к частичной деформации, разрушению наружного слоя материала. В случае сварки расплавление внешнего закаленного слоя может привести к созданию плохого, некачественного шва с трещинами.
- Проблематичная резка. Рессорный стальной сплав обладает высоким сопротивлением упругой деформации, поэтому резать такой материал будет сложно.
Марки стальных сплавов
В соответствии с нормами ГОСТ любой металл маркируется с помощью специального короткого кода, который отражает количественный состав сплава. Код имеет буквенно-числовое обозначение. Структура кода такая — ЧЛ1Л2Л3. Расшифровывается код следующим образом:
- Ч — это число, которая отражает содержание углерода в сотых или десятых долях процента.
- Л1, Л2, Л3 — это легирующие добавки (буква) и ее содержание в целых долях процентах (число). Если возле обозначения добавки число отсутствует, то это значит, что элемент содержится в концентрации менее 1%. Обозначения для некоторых элементов: Х — хром, Н — никель, С — кремний, Г — марганец, В — вольфрам, А — азот.
- Если легирующая добавка одна, то она записывается в виде Л1. При наличии дополнительных элементов легирующие добавки записываются в виде Л2, Л3 и так далее.
- Для примера рассмотрим два сплава: 50ХГ и 65С2ВА. Сплав 50ХГ содержит 0,50% углерода, а также хром и марганец в концентрации менее 1%. Сплав 65С2ВА содержит 0,65% углерода, 2% кремния + вольфрам и азот в концентрации менее 1%.
| Марка рессорно пружинной стали | Концентрация углерода | Наличие легирующих добавок, их количество | Основные сферы применения марки |
| 50ХГ | 0,5% | Хром и марганец в количестве менее 1% | Рессоры автомобильной техники, пружины для железнодорожного оборудования |
| 60Г | 0,6% | Марганец в концентрации менее 1% | Пружинные кольца, тормозные башмаки автопоездов, мотоциклов |
| 70С3А | 0,7% | Кремний (3%) и азот (менее 1%) | Упругие пружины для тяжелых нагруженных механизмов |
| 85 | 0,85% | Легирующие добавки отсутствуют либо находятся в сплаве в незначительных концентрациях | Сверхпрочные фрикционы в автоматических коробках передач |
| 70Г2 | 0,7% | Марганец в концентрации менее 2% | Острые ножи для тяжелого сельскохозяйственного оборудования |
| 60С2 | 0,6% | Кремний в концентрации 2% | Шайбы, валы с нагрузкой, разнообразные пружины |
| 65 | 0,65% | Легирующие добавки отсутствуют либо находятся в сплаве в незначительных концентрациях | Пружины автоматических механизмов |
Технология закалки, отпуска пружинной стали
Чтобы получить металл с нужными физическими свойствами, применяется отпуск и закалка пружинной стали. Каждый из этапов имеет свои технологические особенности:
- Сперва выполняется закалка пружинной стали при высоких температурах. Благодаря закалке заметно повышается предел текучести материала, что делает сталь упругой, ковкой, устойчивой.
- Однако во время высокотемпературной закалки внутри сплава образуются мартенситные соединения, которые резко ухудшают упругость материала, делают его необычайно ломким и твердым.
- Чтобы избавиться от мартенситных соединений следует применять отпуск пружинной стали при невысоких температурах. Во время такой обработки мартенситы разрушаются, что позволяет получить материал с нужными свойствами.
Обратите внимание, что температура и время обработки на каждом из этапов зависят от того, какие применяются марки пружинной стали. Для примера: марка рессорно пружинной стали 65Г должна проходить закалку при температуре +800-850 градусов, отпуск — при +200-300 градусах.
В ряде случаев закалка, отпуск комбинируются с процедурой нормализации металла. Эта процедура позволяет избавиться от лишних напряжений внутри металла, однако в большинстве случаев нормализация происходит сама собой во время остывания материала. Поэтому дополнительная обработка методом нормализации обычно не требуется.
Термическая закалка
Закалка пружинной стали проводится с учетом следующих параметров:
- Методика нагрева металла, характер остывания материала, температура окружающей среды.
- Состав металла, наличие и тип легирующих добавок, общая концентрация углерода.
- Способ сохранения нужного температурного диапазона для проведения закалки.
- Методика охлаждения материала после проведения закалки, способ хранения материала.
Малолегированные стали рекомендуется нагревать быстро. Ведь при медленном нагреве происходит постепенное испарение углерода, что критично для малолегированных материалов. Однако со скоростью нагрева не нужно перестараться. Если нагрев будет идти очень быстро, то в таком случае может произойти неравномерный разогрев материала. Из-за этого возрастает риск образования различных металлических дефектов (трещины, кромки, разрушение углов).
Оптимальным способом нагрева будет применения двух печей. В первой печи материал постепенно нагревается до 500-700 градусов, а потом он поступает во вторую печь, где происходит финальная закалка.
Для нагрева рекомендуется применять газовые печи. Однако во время нагрева следует следить за распределением тепла, чтобы избежать появления «термических островков» на металле. Электрические печи нагреваются достаточно медленно, поэтому их применение в данном случае проблематично с практической точки зрения. Единственное исключение из этого правила — закалка тонких металлов, которые не нуждаются в дополнительном равномерном прогреве по понятным причинам.
Время выдержки зависит от многих параметров, однако в среднем общее время закалки составляет 80 минут для пламенных печей и 20 минут для электрических установок. Определенное значение также имеет форма изделия. При работе с плоским листами закалка может проводиться быстро. Тогда как в случае материала, обладающего сложной формой, рекомендуется выполнить дополнительный прогрев. Оптимальный способ охлаждения материала — на открытом воздухе.
Финальный термический отпуск
Чтобы избежать появления твердых мартенситных фракций, нужно выполнить термической отпуск непосредственно сразу же после закалки. Температурный режим также зависит от того, какая марка рессорно пружинной стали подвергалась закалке. Для отпуска можно применять как пламенные, так и электрические печи. Тип печи будет также влиять на длительность отпуска.
Пример: сталь 65Г рекомендуется подвергать высокому отпуску при температуре +500-600 градусов. Способ охлаждения — воздушный. Время выдержки — 30-150 минут в зависимости от типа печи. После проведения закалки рекомендуется выполнить контрольные мероприятия. Однако делать это нужно только после полного остывания материала, чтобы не повредить сплав.
Заключение
Пружинная сталь обладает повышенным пределом текучести. Благодаря этому материал легко поддается сжатию, однако после разжатия он быстро восстанавливает свою естественную форму. Как ясно из названия, из подобной стали делаются различные пружинистые соединения — рессоры, кольца, тормозные башмаки, фрикционы. Пружинную сталь получают путем закалки обычного стального сплава. Для обработки подходят 50ХГ, 60Г, 70С3А, 85 и другие марки стали.
Пружинная сталь обладает несколькими недостатками. Главные минусы — это неудобная резка и проблематичная сварка.
Производство пружинистой стали выполняется в два этапа. На первом этапе материал помещают в электрическую или пламенную печь, где материал проходит термическую закалку. Во время этой процедуры повышается предел текучести, но одновременно с этим в металле образуется мартенсит. Этот материал при затвердевании становится очень прочным, что негативно сказывается на свойствах металла. Поэтому после закалки необходимо обязательно выполнить термической отпуск. Подобная обработка позволит расплавить вредный мартенсит. Для отпуска можно применять те же самые печи, однако температуру в них нужно значительно снизить. После отпуска металл рекомендуется поместить под открытый воздух, чтобы он смог самостоятельно остыть до комнатной температуры.
Используемая литература и источники:
- ГОСТ 14959-79. Прокат из рессорно-пружинной углеродистой и легированной стали. Технические условия.
- Статья в Википедии
- ГОСТ 9389-75 Проволока стальная углеродистая пружинная. Технические условия.
Рессорно-пружинные стали, применяемые в промышленности
Автор perminoviv На чтение 6 мин. Опубликовано
Пружинная сталь, марки которой применимы в изготовлении тугих изделий, характеризующихся восстановлением первоначальной формы, при сильном изгибе и значительном скручивании.
Важнейшие детали в производстве механизмов, которые испытывают переменную, повторяющуюся нагрузку, под действием которой происходит сильная деформация. Как только нагрузка прекращается, эти элементы принимают первоначальную форму. В работе этих деталей есть особенность, которая не допускает остаточной деструкции, она должна быть только упругой. К рессорно-пружинным сталям предъявляются завышенные требования при выработке. Разберемся, из какой стали делают рессоры?
Для чего вырабатывают пружинный сплав?
Для выработки деталей могут использовать как легированную сталь, так и углеродистую, они обладают повышенной упругостью, вязкостью, выносливостью и пластичностью. Благодаря свойствам этих видов стали ограничивается упругая деструкция.
Рессорно-пружинные стали доступные, технологичные, имеющие высокий предел релаксационной стойкости.
Интересно: для получения качественных изделий из углеродистой и легированной стали ее закаливают при температуре 420-520 градусов, при этом получается эффект структуры троостита.
Рессорно-пружинные стали сопротивляются непрочному разрушению, и отличаются повышенной пластичностью. Их применяют для выработки изделий с высокой стойкостью к износу, например:
- зажимные цанги;
- тормозной прокат;
- кромки;
- пружины и рессоры;
- упорные шайбочки;
- торсы подшипников;
- фрикционные диски;
- шестеренки.
Марки стали по ГОСТу 14959–79
Это стали с высоким содержанием углерода, но с малым легированием. Госстандарт 14959 обозначает – легированный сплав следующих марок:
- 3К-7 – применяется в выработке проволоки холоднотянутым способом, из которой изготавливают пружины, незакаливаемые;
- 50ХГ – производят рессоры для автомашин и пружины для жд. составов;
- 50ХГА – назначение в производстве как у предыдущей марки рессорно пружинной стали;
- 50ХГФА – выпускают особенные пружины и рессорные детали для машин;
- 50ХСА – пружины специального назначения и небольшие детали для механизмов часов;
- 50ХФА – изготавливают детали с повышенной нагрузкой, с требованиями высочайшей устойчивости и прочности, которые действуют при больших температурах – до 300 градусов.
- 51ХФА – для пружинной проволоки;
- 55С2 — для производства пружинных механизмов и рессор, используемых в тракторостроении, машиностроении, для подвижных составов на ж/д;
- 55С2А – производят авторессоры, пружины для поездов;
- 55С2ГФ – для выработки очень прочных пружин специального направления, авторессор;
- 55ХГР – производят полосовую сталь пружинную, толщина которой варьируется от 3 до 24 мм;
- 60Г – для выработки круглых и гладких пружин, колечки и прочие выработки пружинного типа, обладающих высокой стойкостью к изнашиванию и упругостью, например, скобы, втулки, тамбурины для тормозящих систем, применяемые в тяжелом машиностроении;
Интересно: торсионная сталь, марки 60С2 – пружины высокой нагрузки, фрикционные диски, пружинные шайбочки;
- 60С2А – производят те же изделия, что из стали предыдущего типа;
- 60С2Г – тип рессорной стали, из которой производят тракторные и авторессоры;
- 60С2Н2А – производят ответственные рессоры с высокой нагрузкой на сплав;
- 60С2ХА – для выработки высоконагруженных пружинных продуктов, на которые производится постоянная нагрузка;
- 60С2ХФА – это круглая сталь с элементами калибровки, из которой производят пружины и пластины рессор с высокой ответственностью;
- 65 – изготавливают детали с повышенной прочностью и упругостью, которые эксплуатируются при большом давлении при высоких статистических нагрузках и сильной вибрации;
- 65Г – изготавливают детали, которые будут работать без ударных нагрузок;
- 65ГА – проволока для пружин, прошедшая закалку;
- рессорная сталь марки — 65С2ВА, высоконагруженные рессорные пласты и пружины;
- 68А – закаленная проволока для производства пружинных приспособлений калибром 1.2-5,5 мм;
- 70 – детали для машиностроения, от которых необходима повышенная износоустойчивость;
- 70Г – для пружинных элементов;
- 70Г2 — производят землеройные ножи и пружины для разных отраслей промышленной индустрии;
- 70С2ХА – пружинные элементы для часовых устройств и большие пружины специального назначения;
- 70С3А – пружины с большой нагрузкой;
- марка рессорно пружинной стали 70ХГФА – проволока для выработки пружинных элементов с термообработкой;
- 75 – любые пружинные и другие детали, используемые в машиностроении, на которые оказывается большая нагрузка вибрациями;
- 80 – для выработки плоских деталей;
- 85 – износостойкие детали;
- SH, SL, SM, ДН, ДМ – машинные пружины, работающие при статистических нагрузках;
- КТ-2 – для выработки холоднотянутой проволоки, которая навивается без термической обработки.
Первыми цифрами обозначается среднее содержание углерода в конкретной стали и обозначается она в процентном эквиваленте. После цифр идет литера, обозначающая конкретные легирующие присадки добавлены в сплав, а последнее число – это содержание добавок. Стоит отметить, что если легирующего связующего меньше 1,5%, то число не пишется, содержание больше чем 2,5% обозначается тройкой, промежуточное значение между двумя первыми значениями – прописывается цифрой 2.
Пружинный прокат будь то некорродирующая полоса, листы, шестигранники или квадраты, подразделяются на группы с некоторыми характеристиками:
- химический состав – первоклассная нержавеющая листовая спецсталь, которая нормируется по значениям от 1 до 4Б;
- способ обработки – горячекатаная полоса, поверхность которой обтачивается или шлифуется, калиброванный прокат, кованный, специально отделанный прокат.
Сталь 60с2а пружинная
Нержавеющая пружинная сталь – дешевая, с большой упругостью, выносливостью к износу, при этом у нее нет отпускной хрупкости. Этот сплав не деформируется от механических нагрузок. Эффективно эксплуатируется при повышенной влажности, так как имеет нержавеющее покрытие. Ее применяют при температуре не более 250 градусов, используется для производства изделий из металлопроката.
Из нержавеющей стали производят оборудования в морской промышленности, в медицине, и пищевом производстве. Ее применение в этих отраслях обусловлено коррозиеустойчивой сплава.
Интересно: устойчивость связана с большим содержанием молибдена и хрома. Сплав имеет хорошую сопротивляемость к образованию трещин под большой нагрузкой.
Марка нержавеющей жаропрочной стали используется при выработке тонколистовой прокатки, цельнотянутых труб и различных инструментов пищевой и химической индустрии.
Специфики пружинных сплавов
Высоко- и среднеуглеродистые виды этих сплавов упрочняются путем тонкой хладной деструкции, допускающей внедрение дробеструйных и гидроабразивных способов. При данном виде воздействия усилия остаточного сжатия наводят на плоскость изделий.
Фактически любая рессорная сталь (некорродирующая, без особых противокоррозионных свойств) должна пройти операцию сильного накаливания по сквозистой методике. Поэтому готовая металлопродукция по своему разрезу будет обладать структурой троостита.
Масленое закаливание при температуре 830–880 градусов, совмещаемая с отпуском при 410–480 градусах гарантирует повышения рубежа упругости – главнейшего рабочего свойства вышеперечисленных сталей. Зачастую употребляется и изотермическое закаливание, обеспечивающее не только высокую упругость, но еще и увеличенные данные пластичности, стабильности и вязкости вещества.
Некорродирующая лента и проволока из сплавов 70 и 65 в наибольшей степени часто употребляются для создания машинных пружин. В автотранспортной сфере также динамично используются кремниевые рессорные стали марки пружинной прокатки – 60С2А, 70С3А и 55С2. Они предрасположены к обезуглероживанию, что понижает характеристики их упругости и выносливости. Но за счет присадок хрома, ванадия и определенных составляющих все эти возможные опасности нивелируются.
Сферы применения рессорной прокатки самых ходовых марок стали:
- пружины для любых устройств и агрегатов Машино- и автомобиле-строительной областей – 55С2, 50ХГ, 50ХГА;
- тяжелонагруженные пружины – 60 С2Г, 60С2, 65С2ВА,60С2Н2А;
- износоустойчивые пружины круглые и плоские (употребляется полоса), действующие при повышенных вибрациях – 80, 75,85.
В завершение немного о недостатках
- нехорошей свариваемостью;
- трудность резки.
Автомобильные рессоры, жесткость, марка стали [Статья]
Автомобильные рессоры
Автомобильные рессоры работают как пружины. Их задача – работа на изгиб, а не на растяжение – сжатие. Листы изделия обеспечивают жесткость, возвращая нагруженную деталь в исходное состояние. Рессоры – довольно жесткая конструкция, в которой дополнительные листы укрепляют самые нагруженные места.
Это сделано для распределения равномерной нагрузки по всей длине изделия, что крайне важно в условиях российского бездорожья. Автомобильные стремянки служат для крепления рессор к мостам грузовых автомобилей и улучшают жесткость всей конструкции.
Стремянки автомобильные должны соответствовать проектным нагрузкам по толщине и прочности. Материал изделия – высокопрочная сталь, которая не сломается и не будет деформироваться от нагрузок. Резьба краев стремянки и ее изгибы должны формой полностью соответствовать модели автомобиля. При перегрузке рессоры происходит ее разрушение. Поэтому очень важно правильно подобрать изделие для каждого грузовика.
Сталь для автомобильных рессор
Изделия отличаются по расположению отбойников и ограничителя хода для каждой марки и модели авто. По типу изделия бывают:
- однолистовыми;
- малолистовыми;
- многолистовыми.
Весьма популярны автомобили с многолистовыми рессорами, как передними, так и задними. Многое зависит от марки стали в материале изделия. Рессоры изготовляют из стали, которую часто называют «рессорной». Марка стали автомобильных рессор: 50 ХГА, 60С2А, 50ХГФА.
По сути изделия – это готовые полосы, которые подвергают дополнительному отпуску при температуре 290-300°С. Процедура необходима для того, чтобы увеличить упругость и снизить внутреннее напряжение, которое создается при вырезке листов. Листы изделия штампуются, а при необходимости – рихтуются.
Изделия, выполненные из горячекатаных листов углеродистой пружинистой стали должны полностью соответствовать определенным прочностным характеристикам поверхности и отличаться выраженной упругостью.
Жесткость рессор
Как мы уже упоминали, этот показатель характеризует способность возвращаться листы металла в исходное состояние после исчезновения нагрузки. Для авто разного тоннажа, длины базы – это крайне важный параметр. Грамотно выбранная рессорная подвеска придает элементам ходовой части требуемую жесткость и надежность. Трение между листами способствует уменьшению раскачивания автомобиля при движении.
От степени жесткости подвески автомобиля и от упругости рессоры зависит плавность хода автомобиля. Авто-стремянка авто является очень важной частью конструкции, обеспечивающей комфортность и управляемость, потому что соединяет рессору и шасси.
Автомобильные рессоры, жесткость которых правильно подобрана, обеспечивают четкий отклик рулевого колеса на повороты и курсовую устойчивость авто. Упругие элементы подвески в этом случае характеризуются долговечностью даже в неблагоприятных условиях эксплуатации.
Характеристики изделия определяются по целому ряду факторов:
- количество листов;
- тип сечения;
- геометрия планок.
- втулки;
- стяжные болты;
- стремянки;
- антискрипы и другие запчасти.
Эксплуатационный цикл всех листов рессоры примерно одинаков. Поэтому оптимально заменять узел целиком.
всё о ножах: Ножи из рессорной стали
При выборе ножа очень важно учитывать материал, из которого он изготовлен. Ведь для выполнения различных функций лезвие должно быть не только острым, но и прочным. К тому же, нужно обращать внимание, чтобы клинки не тупились и не гнулись при незначительной нагрузке. Эти свойства зависят от материала, из которых изготовлены ножи. В зависимости от задач, которые нож должен выполнять, будь то нож для разделки, охотничий или туристический, отличаются и характеристики материала.
Ножи из рессоры, несомненно, были самыми популярными среди людей, мало-мальски имеющих отношение к машинам. Их действительно изготавливали из рессор старых автомобилей, поскольку это был один из самых доступных материалов. При этом ножи использовались, как на кухне для
Сейчас рессорная сталь не сдает своих позиций и довольно распространена в производстве ножей.
Почему именно рессора автомобиля?
Во-первых, благодаря «идеальности» наших дорог, этот элемент ходовой часто приходил в негодность, поэтому и славился своей доступностью, и его часто можно было встретить на дорогах и в гаражах простых граждан.
Во-вторых, в конструкции рессоры используется несколько листов углеродистой стали. Вот из этих листов в домашних условиях можно было изготовить множество ножей.
В-третьих, рессорная сталь обладает высокой эластичностью, поэтому ее обработка возможна для всех желающих, имеющих минимальный набор инструментов и приспособлений.
В чем же особенность ножа из рессоры?
Здесь, в первую очередь, нужно упомянуть об особенностях стали, из которой изготовлен клинок. В производстве ее называют конструкционной рессорно-пружинной сталью 65Г, и, как понятно из названия, ее применяют в изготовлении пружин, пружинных рессор, шайб и других деталей, работающих без ударных нагрузок. Она считается одной из самых дешевых марок углеродистой стали, однако она обладает хорошей гибкостью и ударной вязкостью, что облегчает процесс ее обработки. К тому же этому виду материала присуща хорошая твердость, что играет не последнюю роль при выборе ножа.
Наличие в стали кремния, марганца, хрома и никеля обеспечивает высокую упругость и закаливание. В качестве антикоррозийной защиты применяют оцинковку. Однако на практике этого оказывается недостаточно, и самым большим недостатком этого материала остается высокая склонность к коррозии. Все же сталь 65Г обладает большими преимуществами, и получила широкое применение в производстве различных инструментов, для которых важной особенностью является износостойкость.
Применение рессорной стали
Из-за своей универсальности, обусловленной характеристиками стали, нож из рессоры изготавливается как в домашних условиях, так и серийно. Это могут быть кухонные ножи, которые прекрасно режут продукты и разделывают мясо, армейские, туристические и ножи для выживания, способные открыть жестяную банку консервов либо заточить кол.
Из стали 65Г производят также цельнометаллические мачете и топоры, поскольку их клинки отлично подходят для рубки. Из рессорного листа недорого и быстро можно выковать меч, и многие реконструкторы используют эту сталь в своем хобби. К сожалению, рессорная сталь является ржавеющей, поэтому она не подходит для подводного плавания.
Кухонный нож
Широкое использование нож из рессоры получил на кухне. Тогда многие имели доступ к этому материалу и пытались использовать его как можно максимально. Хорошие ножи серийного производства иногда были не по карману обычной семье, но для резки продуктов дорогие приборы и не требовались. Поэтому, из рессор мастерили универсальные ножи и с разнообразными самодельными рукоятями из эпоксидной смолы, дерева или обычной изоленты. Такие ножи не славятся выдающимися характеристиками, но со своей задачей справляются отлично.
Туристический нож
Нож из рессоры прекрасно подойдет для применения в диких условиях. Обычно нагрузка на него невелика. Но, стоит учитывать, что если сталь была недостаточно закалена, клинок затупится на первой же консервной банке. Заточить кол не представляет проблемы для такого ножа, однако следует остерегаться влаги – рессорная сталь подвержена коррозии.
Армейский нож
Прекрасные свойства рессорной стали позволяют создать хорошие тактические ножи. Благодаря прочности этого металла, они без проблем разрезают веревки, ткань, их можно использовать для бытовых целей, а также при спасательных работах. Но все же, в военных условиях предпочтение отдается ножам из нержавеющей стали.
Топор, мачете, меч
Что касается орудий посолидней, то для их изготовления необходима как листовая сталь, так и специально приобретенная на производстве. Сталь 65Г обладает такой прочностью, что используется в ковшах бульдозера, скрепераи другой техники. Понятно, что на прочность материала влияет и толщина, поэтому для изготовления более крупных орудий потребуется рессора от грузовика или специально заказанная на заводе.
При правильной обработке и надлежащем уходе из рессорной стали выходят отличные топоры, которые пригодятся в хозяйстве для рубки небольших предметов. Из длинного листа получится и такое экзотическое орудие как мачете, которое с легкостью справится с ветками или кустарниками. Благодаря хорошей ударной вязкости стали 65Г, в домашних условиях можно изготовить даже самый передовой мачете, прямой, изогнутый или с зазубринами. Таким же образом происходит и изготовление меча.
Изготовление ножа из рессоры дома
Как уже отмечалось, благодаря доступности и простоте обработки, ножи из рессорной стали можно изготавливать в домашних условиях. На первый взгляд, в этом нет ничего сложного, но все же нужно знать некоторые особенности, влияющие на качество выходного продукта. В Интернете можно найти множество видео с описанием процесса ковки, закаливания клинка и изготовления рукояти.
В целом, из рессорной стали можно изготовить как профессиональное холодное оружие с замечательными характеристиками и изящной формы, так и обычные ножи для бытовых нужд, которые не уступают в долговечности и прочности.
Для начала следует определиться, для каких целей, и что именно будет сделано. Если это кухонный нож, то подойдет любой лист. А если вы хотите изготовить мачете, меч или топор, то лучше выбрать рессору от грузовой машины. Конечно, для изготовления ножей с лучшими характеристиками лучше приобрести сталь на производстве. Для бытовых целей пригодитсястарый использованный материал. Рессорный лист может быть толщиной от 5 до 8 мм, в зависимости от автомобиля. Сталь для грузовых машин традиционно крепче, поэтому ее следует использовать для длинных крепких клинков.
Следующим шагом может быть обычная заточка одного или обоих краев рессоры. Если нужно сделать изделие тоньше, для этой задачи подойдет крупный наждак или камень для заточки. Конечно, данная процедура займет немало времени, но результат того стоит.
С помощью ковки создается форма ножа и меняется его ширина. Закалка стали улучшает качество материала, нагревание в масле придает ей черный цвет (воронение), что также дает дополнительную защиту от коррозии. К тому же, ножи из вороненой стали выглядят очень эффектно.
Рессорная сталь для ножа позволяет с легкостью наносить на клинок гравировку или создавать на нем желоба. По желанию можно выполнить клинок с односторонней или двухсторонней заточкой. Также очень важной деталью в ноже является рукоять. Она должна быть удобной для руки и может быть выполнена из эпоксидной смолы, дерева, металла и кости.
Даже с учетом недостатков рессорной стали 65Г, она не потеряла своей популярности и позволяет изготовлять ножи для различных нужд, которые славятся прочностью и долговечностью.
«Ножи из рессорной стали» прочитали 4324 раз(а)
конструкционные, легированные, маркировка и термообработка
Рессорно-пружинные стали – это специальные стали, которые предназначаются для производства различных упругих элементов, в частности пружин и рессор.
Рессорно-пружинные сталиДанный тип материала относится к высоко- и среднелегированным сталям. Главное отличие рессорно-пружинной стали от иных видов – это значительно увеличенный предел текучести данного материала. Другими словами можно сказать, что этот тип обладает высокой степенью упругости, то есть возвращается в исходные состояния и форму после устранения нагрузки. Это параметрическое свойство обусловлено областью применения рессор и пружин. В нормальном режиме работы они постоянно подвергаются сжатию/растяжению или упругой деформации и должны выполнять свои функции даже после большого цикла наложения и снятия деформации. Также данный материал должен обладать хорошей пластичностью и высокой стойкостью к хрупким разрушениям.
Основными легирующими элементами являются кремний, марганец, вольфрам и никель. Эти присадки увеличивают сопротивление пластическим и упругим деформациям путем измельчения зерна сплава. Готовым продуктом можно считать и проволоку, которую в дальнейшем применяют при изготовлении витых и компонованных пружин.
Свойства рессорно-пружинной стали
Основными характеристиками для данного вида сталей является высокое сопротивление упругим деформациям и низкий коэффициент остаточного растяжения. Это связано с недопустимостью увеличения или уменьшения конструкционного размера пружины.
Стальная пружина
Хороших конструкционных и эксплуатационных свойств добиваются, протягивая заранее патентированную проволоку при низких температурах, при этом производят сильную обтяжку материала.
Процесс патентирования ведется в промежутке между двумя вытяжками, сталь нагревают выше температурной точки образования аустенита и затем охлаждают в ванне с расплавом свинца, при этом аустенит переходит в тонкопластинчатый сорбит и увеличивается её механическая прочность.
Для достижения одинаковых физико-химических свойств по всему сечению материала пружинная сталь должна пройти процесс прокаливания сквозной методикой, это обеспечит гомогенную структуру по всему сечению. Особенно важен этот метод для изготовления рессор и пружин большого диаметра, когда неравномерность свойств исходного материала может привести к разрушению готового изделия.
Как для любого другого материала, для рессорно-пружинной стали характерно наличие в составе углерода. В данном случае его содержание может колебаться в пределе 0.50-0.80 % от массы сплава. Дополнительно используют такие легирующие добавки:
- кремний – до 2.5 %;
- марганец – до 1.3 %;
- вольфрам – до 1.3 %;
- никель – до 1.7 %.
Микроструктура рессорно-пружинной стали
Стоит заметить, что хром и марганец при совместном легировании увеличивают сопротивление стали низким пластичным деформациям. Никель и вольфрам образуют тонкую и однородную структуру карбидной фракции, которая препятствует дислокации.
Рессорно-пружинная сталь очень критична к деформациям наружного слоя материала, так как эти напряжения являются концентраторами возможных дефектов готового изделия.
Закалка данного типа производится при температурах 850 – 880 оС, но после такой термической обработки сталь проявляет слабые упругие свойства из-за образования мартенсита, для повышения данного типа свойств её отпускают при температурах порядка 420-510 оС, что способствует образованию троостита и повышению упругой деформации сплава до предела прочности 1200-1900 МПа и пределу текучести 1100-1200 МПа. При этом проведение закалки изотермически – при постоянной температуре – положительно сказывается на показателях пластичности и вязкости материала.
Стали данного типа обладают хорошими антикоррозионными свойствами из-за наличия в составе сплава таких легирующих добавок как хром и молибден. Это положительно сказывается на длительности эксплуатации и препятствует образованию трещин во время работы.
Стоит отметить так же несколько основных недостатков рессорно-пружинной стали:
- плохая свариваемость – это обусловлено разрушением наружного слоя материала и локальном перегреве детали;
- сложность резки – некоторые трудности возникают при попытках реза такого типа стали, связанно это напрямую с большим сопротивление деформации.
Классификация пружинных сталей
Для начала разберем маркировку такого типа материала, чаще всего она имеет вид «50А2БВГ», где:
50 – содержание углерода в долях процента;
А2 – легирующий элемент №1 и его содержание в процентах;
Б,В,Г – легирующие элементы №2,3,4 и т.д.
Важно! Если после обозначения легирующего элемента не стоит число, значит, его массовое содержание не превышает 1.5%, если число 2 – массовая доля больше 1,5%, но меньше 2,5%, если 3 – массовая доля выше 2,5%.
Например, сталь 50ХГФ – это сплав, в котором содержание углерода составляет 0,50%, и легирующие компоненты хром, марганец и ванадий составляют меньше 1,5%.
Если в маркировке стали есть только цифра, например, ст 50, ст 65 и др., это обозначает, что она относится к углеродистым сталям, а если в названии есть минимум 2 элемента, такая рессорно-пружинная сталь относится к легированным.
Рассмотрим основные классификации данного типа:
- По способу обработки:
- Кованный и горячекатаный.
- Калиброванный.
- Со специальной обработкой наружных поверхностей.
- Горячекатаный круглый с обточенной поверхностью.
- По химическому составу стали:
- Качественная.
- Высококачественная.
Марка рессорно-пружинной стали дает возможность определить её конструкционные и физико-химические свойства, определить область использования и возможности по механической обработке.
Область использования пружинной стали
Исходя из названия, можно сделать вывод, что данный вид предназначен для использования в областях, связанных с большими упругими деформациями, растяжением, скручиванием. Применяют такую сталь для изготовления всевозможных видов пружин для разнообразного технологического оборудования, полосок стали под рессоры, суппорты и прочее.
Основные области использования:
- производство рессор автомобилей и тяжелой техники;
- производство пружин для технологично оборудования, при этом это относится к пружинам на сжатие и растяжение;
- пружины плоские, цилиндрические, сложные из прутков различных сечений и др.
- упругие элементы тяжелой техники, станкового оборудования;
- пружины тракторной техники и локомотивной техники;
- ножи земельной техники;
- блокировочные и тормозные устройства;
- обоймы подшипников.
Рессора автомобиля
Рассмотрим сводную таблицу самых распространенных марок рессорно-пружинных сталей с указанием их маркировки и области применения:
| Маркировка | Основные легирующие компоненты | Эксплуатационные особенности |
| 50ХГ | Хром, марганец | Рессоры автомобилей, пружины железнодорожной техники |
| 50ХСА | Хром, кремний, азот | Упругие элементы часовой техники |
| 55ХГР | Хром, марганец, бор | Штамповка пластин рессор |
| 60С2 | Кремний | Валы с нагрузкой на скручивание, цанги, подпружиненные шайбы |
| 60Г | Марганец | Пружинные кольца, бандажи, тормозные башмаки |
| 65 | — | Детали, работающие в условиях высокого трения |
| 65С2ВА | Кремний, вольфрам, азот | Рессоры и пружины, работающие под высокой динамической нагрузкой |
| 70Г2 | Марганец | Ножи для землеройных машин |
| 70С3А | Кремний, азот | Тяжело нагруженные пружины механизмов |
| 85 | — | Фрикционные диски с высокой прочностью |
Как видно из таблицы, величина и количество легирующих присадок напрямую отвечают за износостойкость и механическую прочность деталей. Видно, что с повышение содержания углерода от 0,5% до 0,85% увеличивается прочность и упругость материала, хром препятствует образованию ржавчины, вольфрам повышает твердость и красностойкость стали, а марганец увеличивает стойкость к ударам.
Рессоры: описание,виды,устройство,принцип работы,фото,видео,достоинства и недостатки.
Садясь в машину, каждый опытный автомобилист обращает в первую очередь внимание на плавность хода транспортного средства, что обеспечивается его подвеской. Чаще всего этот автомобильный узел построен с использованием амортизаторов с пружинами. Но есть и такая категория машин, где необходимо обеспечить высокий уровень грузоподъемности и надежности подвески. Для этого вместо пружин используются рессоры. Что такое рессора и где они применяются? Именно об этом пойдет речь далее
Раньше практически все советские автомобили имели в своем строении заднюю, а иногда и переднюю рессорную подвеску. Но со временем, ее практически полностью вытеснил пружинный вариант. Так почему же такое произошло? Какие есть минусы именно для легковых машин?
Рессора – это элемент подвески автомобиля, компенсирующий удары, толчки и колебания, возникающие из-за неровностей на дорогах. Есть несколько типов автомобильных рессор: двойные эллиптические, трехчетвертные, четвертные, поперечные, половинные, но все они служат одной цели – обеспечивают транспортному средству плавное движение, а вам – комфортную поездку.
Интересный факт! Не смогла обойтись без рессоры и обычная деревенская телега. Первые примитивные аналоги амортизаторов представляли собой обычную цепь или кожаный ремень.
Содержание статьи
Устройство и принцип работы автомобильной рессоры
Подвеска в вашем авто не является принципиально сложной инженерной конструкцией. Из чего состоит рессора, знает практически каждый автолюбитель. Обычно это листы из специальной стали разной длины, которые фиксируются хомутами. В легковых автомобилях рессора чаще всего крепится под мостом, а в грузовых – над ним. Концы рессор присоединяют к кузову с помощью шарниров. Автомобильная рессора передает нагрузку на ходовую часть от кузова или рамы. Есть также конструкции, где листовая рессора работает на изгиб, словно упругая балка. Обычно в ней используется несколько листов. Но в последнее время наметилась тенденция более частого применения монолистовых рессор. В таких конструкциях большая роль отводится амортизаторам, которые серьезно помогают гасить колебания кузова. Важно! Импортные рессоры лучше гасят вертикальные колебания. Они предельно компактны и могут использоваться без амортизаторов.
Разновидности рессор
В автомобилестроении нашего времени существует несколько типов рессор, но для обычных серийных авто самое большое распространение получил листовой тип конструкции.
Данная разновидность представляет собой набор стальных листов, которые между собой соединяются специальными хомутами и монтируются на ходовую часть транспортного средства.
Поскольку этот автомобильный узел должен выдерживать повышенные нагрузки, его производят из прочной закаленной стали. По своей форме данная часть ходового агрегата является листами стали прямоугольной формы, которые изогнуты на подобии «серпа».
Чтобы обеспечить всей конструкции дополнительную упругость, каждый лист модифицирован так, что обладает разной степенью изогнутости. Чтобы предотвратить боковое смещение и обеспечить максимально надежную фиксацию, листы имеют форму желоба.
Поскольку рессоры всегда эксплуатируются в условиях постоянных деформирующих движений, то специфика их производства обеспечивает высочайшую стойкость к механическому износу.
В современных моделях легковых автомобилей такой тип узлов используется очень редко. Этому есть несколько причин. Основной из них является то, что легковые машины обычно предназначены для использования на высоких скоростях. При этом к подвеске выдвигаются повышенные требования по надежности и управляемости. Но листовой тип рессор имеет свойство незначительно смещать продольно мест автомобиля, к которому они прикреплены. Это немного ухудшает управляемость машиной на высокой скорости.
Достоинства и недостатки рессор
Важное преимущество рессорной подвески – простота конструкции. Также она довольно недорогая и надежная. Рессоре не страшны перегрузки и плохие автомобильные дороги с ямами и выбоинами, что особенно актуально для нашей страны. Рессора универсальна. Она гасит не только нагрузки, которые возникают во время торможения или разгона, но и те, что появляются на поворотах. В пользу рессорных подвесок говорит и тот факт, что они компактны, располагаются внизу автомобиля и потому не занимают часть погрузочной площадки багажника. Но есть у рессоры и недостатки. Во-первых, она быстро изнашивается.
Виноваты в этом и сами автолюбители, когда нагружают свои машины под завязку, от чего подвеска быстро проседает. Во-вторых, за рессорой необходимо постоянно ухаживать – смазывать и чистить листы. Если этого не делать, то застрявший там мусор будет издавать скрипы. Сегодня рессора применяется не так часто – лишь для некоторых моделей легковых автомобилей и УАЗов. Причина, по которой ее реже стали использовать, – сильная нагрузка на листы при движении автомобиля, что приводит к ухудшению управляемости на высокой скорости. Важно! Качественную термообработку рессорных листов, их упрочнение и горячую правку можно сделать только на авторемонтном заводе, поскольку для этого требуется специальное оборудование, которого нет на обычных СТО.
Советы по уходу за рессорами
При эксплуатации рессорных подвесок водитель, в первую очередь, должен: • учитывать покрытие дорог, по которым он ездит; • не перегружать автомобиль; • резко не трогаться и не тормозить; • своевременно менять поломанные листы на новые; • прислушиваться и обращать внимание на скрежет рессор; • вовремя обновлять графитную смазку и подтягивать резьбовые соединения. Поэтому долговечность и рабочий потенциал рессор зависит не только от многих конструктивных, технологических и эксплуатационно-ремонтных задач, но также и от профессионализма механиков и водителей.
Расположение рессор
Чаще всего в автомобилестроении рессоры устанавливаются на грузовые транспортные средства. При этом выделяют передние и задние конструкции.
Передние в основном предназначены для обеспечения комфортабельности езды в кабине. Задние же обычно имеют другое назначены – несение большей части нагрузки, для этого данный тип автомобильного узла усиливают.
Такое усиление обычно достигается благодаря добавлению большего количества листов. Самой высокой нагрузке подвергается нижняя часть конструкции, в результате чего туда устанавливаются 2-3 специальные коренные рессоры. Хотя такое решение и способствует снижению комфортабельности езды, но значительно увеличивает жесткость подвески.
Почему редко устанавливают на легковые машины?
Все же рессоры заточены на большие веса и перегрузки, а вот на легковых машинах такого нет! Еще одна особенность это то, что пружины делают подвеску намного комфортнее (ямы глотаются «на раз»), вы не будете прыгать на сиденьях как на «козлике».
Рессорная же подвеска, установленная на легковой авто, сделает подвеску не выносимо жесткой, любая кочка будет чувствоваться «пятой точкой». Также страдает и управляемость, ведь ход подвески сильно ограничен.
Если сказать проще — то на легковых вариантах, такая конструкция просто не нужна! Вы же не будете перевозить грузы в 3 – 5 тонн.
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Рекомендации по проектированию Существует много различных типов пружин сжатия.На следующем рисунке показана разница между ними. | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| Жесткость пружины, k, зависит от размера пружины и свойств материала. Выражается как: | |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| В этом случае смещение пружины становится: Число активных витков (n) зависит от геометрии конца пружины.Следующая таблица может использоваться в качестве руководства.
Где TC — общее количество витков.Количество активных катушек равно общему количеству катушек минус количество концевых катушек, которые не помогают переносить нагрузку. | |||||||||||||||||||
| Материал пружины Большинство пружин изготавливается из высокоуглеродистой пружинной стали, легированной пружинной стали, нержавеющей пружинной стали, пружинных сплавов на медной основе и пружинных сплавов на никелевой основе.
| |||||||||||||||||||
| Резонанс пружины Необходимо проанализировать динамическое поведение пружин, когда они используются в движущемся механизме. Номинальная частота срабатывания должна быть значительно ниже первой резонансной частоты пружины; обычно примерно в 15-20 раз ниже по соображениям безопасности.Сила, которую оказывает пружина по мере приближения к своей резонансной частоте, будет иметь тенденцию к уменьшению, что может иметь катастрофические последствия для пружинного узла. | |||||||||||||||||||
Каталожный номер Ниже приводится список пружинных материалов и их ссылки:
| |||||||||||||||||||
Как работают пружины? | Как пружины хранят энергию?
Криса Вудфорда. Последнее изменение: 19 октября 2019 г.
Если ты такой же, как я, и любишь разбирать вещи на части, пружин — ваш враг. Попробуйте собрать гаджет или машину снова позже, и именно источники часто побеждают вас: где именно они уходят, и как, черт возьми, они снова вписываются? В их большинстве привычной формы, пружины — это закаленные витки металла, которые помогают вещам вернуться в определенное положение, но их также можно использовать для поглощения энергии (как в подвеске автомобиля) или хранить ее в течение длительного времени (как в часах и часах).Вы можете найти пружины во всем, начиная с автоматические дверцы к шариковым ручкам. Давайте подробнее рассмотрим, как они работают!
Фото: Натянутые винтовые пружины из нержавеющей стали на настольной лампе. Винтовые пружины имеют одинаковую базовую форму спирали, но бывают всех размеров, от крошечных, которые вы можете найти в шариковых ручках, до огромных, которые обвивают амортизаторы на автомобилях.
Что такое пружина?
Фотография. Сделайте пружину из бумаги, нарисовав спираль на бумаге или карточке.Затем просто обрежьте линию ножницами. Вы удивитесь, насколько пружинистая эта весна!
Типичная пружина — это плотно намотанная катушка или спираль из металла, растягивается, когда вы его тянете (прикладываете силу), и возвращается к своему исходную форму, когда вы отпустите ее снова (уберите силу). В других Словом, пружина упругая. Я не имею в виду, что он сделан из резины; Я имею в виду, что у него , эластичность : он удлиняется при воздействии стресса, но (при условии вы не растягиваете его слишком сильно) возвращается точно к исходной длине когда этот стресс снят.В зависимости от того, как изготовлена пружина, она может работать и наоборот: если сжать, он сжимает но возвращается к своей исходной длине при снятии толкающей силы.
Пружину можно сделать почти из чего угодно — даже из бумага или апельсиновая корка! Но те пружины, которые мы используем в машинах работают эффективно, только если они достаточно жесткие, чтобы противостоять тяговому усилию, и прочные достаточно, чтобы растягиваться много раз, не ломаясь. Обычно это означает, что они должны быть сделаны из таких материалов, как нержавеющая сталь или прочные сплавы, такие как бронза.Некоторые сплавы обладают свойством, называемым памятью формы, что означает, что они естественно упругий. Оправы для очков часто изготавливают из никелевого сплава. титановый сплав с памятью формы под названием нитинол, продается под торговыми марками, такими как Flexon®.
Как работает пружина?
Представьте, что у вас есть кусок прямой стальной проволоки длиной около 10 см (4 дюйма). длинный — что-то вроде развернутой вами длинной скрепки. Если вы потянете это пальцами растянуть его крайне сложно. Свернуть его вокруг карандаша и, приложив немного усилий, вы можете сделать себе небольшой, но идеально функционирующая пружина.Теперь потяните или толкните его пальцами, и вы обнаружите, что вы можете растягивать и сжимать его довольно легко.
Фото: Из скрепки легко сделать простую цилиндрическую пружину.
Почему этот некогда упрямый кусок металла внезапно стал настолько отзывчивым? Почему пружина действительно легко растягивается и сжимается, когда тот же кусок металл в форме проволоки с самого начала не хотел менять форму?
Когда материал находится в исходной форме, растягивая его вовлекает вытягивание атомов из их положения в кристалле металла решетка — а это относительно сложно.Когда вы делаете пружину (как вы обнаружите, если попробуете согнуть скрепку), вам нужно работать немного, чтобы придать форму металлу, но это далеко не так сложно. Сгибая провод, вы расходуете энергию, и часть этой энергии накапливается в весна; Другими словами, оно предварительно напряжено. Как только пружина сформирована, ее форму легко изменить. немного больше: чем больше витков металла у пружины, тем легче это растягивать или сжимать его. Вам нужно только сдвинуть каждый атом в спиральная пружина на небольшую величину, и вся пружина может растягиваться или выжать на удивительную величину.
Пружиныотлично подходят для хранения или поглощения энергии. Когда вы используете толкающая или тянущая сила для растяжения пружины, вы используете сила на расстоянии, поэтому, с точки зрения физики, вы выполняете , работу и используя энергию. Чем плотнее пружина, тем труднее ее деформировать, больше работы вам нужно сделать и больше энергии вам нужно. Энергия вы не теряете: большая часть хранится в виде потенциальной энергии в весна. Отпустите растянутую пружину, и вы сможете использовать ее для работы на ты.Заводя механические часы или часы, вы накапливаете энергию. затягивая пружину. Когда пружина ослабляется, энергия медленно отпущен, чтобы привести в действие шестерни внутри и повернуть руки вокруг циферблат на день и более. Катапульты и арбалеты работают в аналогичным образом, за исключением того, что они используют скрученные резинки для своих пружин вместо катушек и спиралей из металла.
«Зацепился» на пружины
Иллюстрация: Обложка книги Роберта Гука 1678 года «Lectures de Potentia Restitutiva, или весны, объясняющая силу пружинящих тел».«
Чем больше вы растягиваете пружину, тем длиннее она становится, тем больше работы вы делаете и тем больше энергии она сохраняет.
Если вы потянете обычную пружину вдвое сильнее (с удвоенной силой), она растянется вдвое больше, но только до точки, известной как предел упругости.
В физике это простое описание упругости (как вещи stretch) известен как закон Гука для человека, который его открыл, английского ученого Роберт Гук (1635–1703).
Гук был идеальным эрудитом: не считая своего закона упругости, который он Открытый в 1660 году и опубликованный в 1678 году, он больше всего известен как один из главных пионеров микроскопии, но он активно участвовал во многих других областях, от архитектуры и астрономии до изучения памяти и окаменелостей.
Типы пружин
Фото: Листовые рессоры обеспечивают грубую подвеску этого старого грузовика.
Вы можете подумать, что пружина — это пружина, это пружина, но вы бы неправильно! Есть несколько совершенно разных видов. Самый знакомый из них винтовых пружин (например, те, что вы найдете в ручках и один, который мы сделали выше из скрепки): цилиндры из проволочной обмотки по кругу фиксированного радиуса. Спираль пружины похожи, но спираль становится все меньше по мере достижения центр; наша бумажная пружина является примером.Нежная пружина для волос, которая помогает сохранить время в часы — еще один пример такой пружины. Пружины кручения работают как резинка в катапульте или резинка, многократно перекрученная между пальцами: правильные сделаны из твердых кусков металла, которые вращаются вокруг своей оси. Листовые пружины представляют собой стопки изогнутых металлических стержней. которые поддерживают колеса легкового или железнодорожного грузовика и наклоняются вверх и вниз, чтобы сгладить неровности и неровности.
Пружинытакже различаются по способу противодействия силам и аккумуляции энергии.Некоторые предназначены для поглощения энергии и силы, когда вы их сжимаете; их катушки начинаются слегка вытянутыми и сжимаются вместе когда вы прикладываете силу, они называются пружинами сжатия . Обратное происходит с пружинами растяжения (иногда называемыми пружинами растяжения): они начинают сжать и противостоять силам, которые пытаются их растянуть. Торсионные пружины имеют горизонтальные стержни на обоих концах, поэтому они могут противостоять скручиванию. или вращающийся.
Анимация: Пружины сжатия предназначены для поглощения сил за счет сжатия.Пружины растяжения работают противоположным образом, растягиваясь при приложении силы. Пружины кручения имеют на концах параллельные стержни, которые останавливают вращение чего-либо (или возвращают его в исходное положение, если это происходит).
Не все пружины растягивают и сжимают куски металла, пластика или другого материала. твердый материал. Совершенно другая конструкция предполагает использование поршня, который движется назад. и далее в цилиндре с жидкостью (газом, жидкостью, а иногда и тем и другим), что-то вроде велосипедного насоса, который очень сложно вдвигаться и выходить.Подробнее об этом читайте в нашей статье о газовые пружины.
Для чего используются пружины?
Фото: Боевая пружина заводной игрушки. Когда вы сворачиваете игрушку, вы сжимаете пружину в гораздо более узкое пространство для хранения энергии, которая отпускается, когда игрушка начинает двигаться.
Откройте шариковую ручку (одну из тех, на которых вы нажимаете кнопку чтобы втянуть мяч), и вы найдете внутри пружину. Посмотрите под автомобиль и там тоже есть пружины, помогающие амортизаторам сгладить неровности дороги.В часах пружины и часы, как мы уже видели. И в машине есть пружина спидометр (по крайней мере, один из старомодных механических). Как только вы начнете отмечать весенние пятна, вы обнаружите, что можете видеть источники везде!
Из каких материалов сделаны пружины?
Фото: Когда весна — это не весна? Многим повседневным вещам нужна «пружина», даже если они не пружины. Например, пластиковый зажим на лацкане этой перьевой ручки может (до некоторой степени) изгибаться, поэтому она надежно лежит в вашем кармане.Это не пружина как таковая, но она была тщательно продумана точно так же.
Пружины обычно изготавливаются из пружинных сталей , которые представляют собой сплавы на основе железо, с небольшое количество углерода (около 0,6–0,7 процента), кремния (0,2–0,8 процента), марганца (0,6–1 процент) и хром (0,5–0,8%). Точный состав пружинной стали зависит от желаемых свойств, которые включают: нагрузки, которые он должен выдержать, сколько циклов напряжений и деформаций он будет выдерживать, температуры, при которых он должен работать, должен ли он выдерживать нагрев или коррозию, насколько хорошо он должен проводить электричество, насколько «пластичным» (легко придавать форму) он должен быть при первоначальном производстве и формовании и так далее.Как правило, пружины изготавливаются из сталей со средним или высоким содержанием углерода (это означает небольшое количество углерода в общей смеси, но больше, чем вы найдете в других видах стали). Обычно их подвергают некоторой термообработке, например, отпуску, чтобы убедиться, что они прочные и выдерживают множество циклов нагрузок и деформаций — другими словами, так что вы можете растягивать или сжимать их много раз, не ломая их. Пружины обычно выходят из строя из-за усталости металла , что означает, что они внезапно трескаются после многократных перемещений вперед и назад.На микроскопическом уровне никакая пружина не является по-настоящему эластичной: каждый раз, когда она проходит цикл растяжения (растягивание или сжатие с последующим возвращением к исходному размеру), ее внутренняя структура изменяется очень незначительно, и внутри могут образовываться и расти крошечные «микротрещины». Это. В какой-то момент в будущем она точно выйдет из строя: пружина сломается, когда трещина станет достаточно большой. Материаловедение учит нас, что способ изготовления пружин очень важен для их долговечности. Например, если вы не используете правильную температуру закалки при изготовлении стали, вы получите более слабую сталь — и более слабую пружину, которая, вероятно, быстрее сломается.
.To the Point — Рентон Койл Спрингс
Рентон Койл Спрингс, расположенный в районе Сиэтла штата Вашингтон, является поставщиком высокотехнологичных производств, в первую очередь аэрокосмической, но его пружины из титанового сплава также известны как в гонках на горных велосипедах, так и в автоспорте. Pinkbike попросила Кайла Кабайя из компании Renton Coil Spring объяснить разницу между стальными и титановыми пружинами и рассказать нам о тонкостях их производственного процесса.Рентон спиральная пружина фото
Какой вид проволоки используется для винтовых пружин МТБ?
Как правило, большинство стальных пружин, представленных на рынке, изготавливаются из кремния хрома или производного хрома кремния.Компания Renton Coil Spring производит исключительно пружины для МТБ из титана Beta-C аэрокосмического качества.
Какой станок делает винтовые пружины?
Фактическая намотка выполняется с помощью намоточного устройства с ЧПУ, которое мы изготовили на заказ. Оттуда концы шлифуются, пружины подвергаются термообработке, а затем отправляются на дробеструйную обработку. Когда они возвращаются, мы прижимаем их к твердому состоянию, чтобы исключить возможность их укорочения при нормальном использовании. Затем все пружины индивидуально проверяются на предмет надлежащих размеров, и каждая из них проверяется на жесткость пружины.
Частичный вид намотчика пружины оправки с ЧПУ в RCS. Оператор вручную подает материал на ролики, и материал холодно наматывается на оправку. После намотки оператор обрезает пружину и отправляет ее на станцию измельчения.
Примечание. Изготовленная на заказ машина для намотки пружин компании Renton Coil Spring работает по другому принципу. Следующее видео про трубку даст вам представление о том, как работает типичная намоточная машина с ЧПУ. Видео предоставлено здесь Как производится большинство винтовых пружин MTB
Требуется ли особая термообработка проволоки до или после формирования пружины?
Да, процесс старения и снятия напряжений очень специфичен для титановых пружин.И время, и точный контроль температуры являются важными параметрами для операции термообработки.
Компания Renton Coil Spring производит только титановые пружины
для своей линейки горных велосипедов
. Рентон спиральная пружина фото Почему пружины с более мягкими показателями часто имеют более толстую проволоку, чем пружины с более жесткими показателями? Три параметра, определяющие жесткость пружины:
• ДИАМЕТР ПРУЖИНЫ
• ДИАМЕТР ПРОВОЛОКИ
• КОЛИЧЕСТВО КАТУШЕК
Регулировка любого из эти три параметра в конструкции изменят жесткость пружины.Во всех пружинах RCS Ti используется оптимизированная конструкция пружины, в которой мы используем проволоку наименьшего диаметра и наименьшее количество витков в пределах безопасных допусков материала. Во всех конструкциях пружин для горных велосипедов RCS мы используем так называемую оптимизированную конструкцию. Это означает, что мы проектируем самую маленькую и легкую пружину на основе критических размеров (внутренний диаметр, ход пружины и жесткость пружины). Оптимизированная конструкция снижает вес и помогает снизить затраты, поскольку сводит к минимуму количество используемого материала.
Какой вид титановой проволоки используется для рессор горных велосипедов?
Мы используем запатентованную смесь титана Beta-C, который является тем же материалом, который мы используем для наших аэрокосмических приложений.
Чем отличается толщина проволоки для титановых и стальных пружин?
Из-за низкого модуля упругости Beta-C Titanium для достижения той же жесткости пружины, что и у стальной пружины, требуется проволока большего диаметра. Но, используя тот факт, что титан почти в два раза гибче, чем хромо-кремнистая сталь, мы можем спроектировать пружину с большим расстоянием между витками, следовательно, потребуется меньше витков.
У титановых пружин иная усталостная долговечность по сравнению со стальными?
Правильно спроектированные титановые пружины обладают большей устойчивостью к схватыванию и более длительным усталостным ресурсом, чем стальные пружины, подверженные высоким нагрузкам, обычно
, используемые в подвесках.Когда пружина исчерпала свой ресурс, она может сломаться, но, скорее всего, она просто затянется (станет короче). Если вам нужно добавить несколько раундов предварительного натяга к пружине
для поддержания высоты провисания, возможно, пришло время для новой пружины.
График витой пружины Renton
Есть ли преимущество в среднем весе у Ti-пружин по сравнению со стальными пружинами?
Благодаря низкому модулю упругости, низкой плотности и высокой прочности Beta-C Titanium типичная экономия веса будет от 30 до 50 процентов по сравнению со стальными пружинами.Преимущества титановых пружин выходят за рамки снижения веса по сравнению со стальными пружинами. Усовершенствованные системы восстановления данных показали, что титановые пружины улучшают характеристики удара и управляемость колес за счет улучшенного динамического отклика. Это результат уменьшения массы титановых пружин. Пружины с меньшей массой развивают меньшую инерцию при смещении подвески. Меньшая инерция в массе пружины позволяет подвеске реагировать быстрее, что улучшает контакт с землей и сцепление с дорогой.
Каково основное соотношение стоимости титана и стали?
Соотношение стоимости титана Beta-C и кремниевой хромистой стали составляет 70 к одному.
Узнайте больше о Рентон Койл Спрингс.
Поставщики закаленной пружинной стали | Mead Metals в Миннесоте,
- Металлические изделия
- Сталь холоднокатаная A109
- Товаров на складе
- Физические и химические свойства
- Отожженная пружинная сталь
- Товаров на складе
- Физические и химические свойства
- Бериллиевая медь
- Товаров на складе
- Физические и химические свойства
- латунь
- Товаров на складе
- Физические и химические свойства
- Холоднокатаная Сталь 1008/1010
- Товаров на складе
- Физические и химические свойства
- Медь
- Товаров на складе
- Физические и химические свойства
- Фосфорная бронза
- Товаров на складе
- Физические и химические свойства
- нержавеющая сталь
- 301 шт. Из нержавеющей стали
- Складские позиции из нержавеющей стали 302/304
- Физические и химические свойства
- Закаленная пружинная сталь
- Товаров на складе
- Физические и химические свойства
- Сталь холоднокатаная A109
- Услуги и возможности
- По длине
- Edge Conditioning
- Продольная
- О нас
- Отрасли, которые мы обслуживаем
- Ресурсы
- Блог