Conoscenza dell'hardware: sei fattori influenzano la resistenza alla fatica della molla

Diversi fattori influenzano la resistenza alla fatica della molla

1. Esiste una certa relazione tra la resistenza allo snervamento del materiale e il limite di fatica. In generale, maggiore è il carico di snervamento del materiale, maggiore è la resistenza alla fatica. Pertanto, per aumentare la resistenza alla fatica della molla, dovremmo provare ad aumentare la resistenza allo snervamento del materiale della molla. Oppure utilizzare materiali con un elevato rapporto tra carico di snervamento e resistenza alla trazione. Per lo stesso materiale, la struttura a grana fine ha un carico di snervamento maggiore rispetto alla struttura a grana grossa e fine.

2. Lo stress massimo dello stato superficiale si verifica principalmente sulla superficie del materiale della molla, quindi la qualità della superficie della molla ha una grande influenza sulla resistenza alla fatica. Difetti come crepe, difetti e cicatrici causati dai materiali della molla durante la laminazione, l'imbutitura e l'avvolgimento sono spesso la causa dell'affaticamento e della frattura della molla.

Minore è la rugosità superficiale del materiale, minore è la concentrazione di sollecitazioni e maggiore è la resistenza alla fatica. L'influenza della rugosità superficiale del materiale sul limite di fatica. All’aumentare della rugosità superficiale, il limite di fatica diminuisce. Nel caso della stessa rugosità, diversi gradi di acciaio e diversi metodi di avvolgimento hanno diversi gradi di riduzione del limite di fatica. Ad esempio, il grado di riduzione delle molle a spirale fredda è inferiore a quello delle molle a spirale calda. Poiché la molla elicoidale calda in acciaio e il relativo trattamento termico vengono riscaldati, la superficie del materiale della molla diventa ruvida a causa dell'ossidazione e si verifica la decarburazione, il che riduce la resistenza alla fatica della molla.

Macinazione, pressatura, granigliatura e rullatura della superficie del materiale. Entrambi possono migliorare la resistenza alla fatica della molla.

3. Maggiore è la dimensione del materiale ad effetto adesivo, maggiore è la possibilità di difetti causati da vari processi di lavorazione a freddo e caldo e maggiore è la possibilità di difetti superficiali. Tutte queste ragioni porteranno ad una diminuzione delle prestazioni a fatica. Pertanto, l’influenza dell’effetto dimensionale dovrebbe essere considerata nel calcolo della resistenza a fatica della molla.

4. Difetti metallurgici I difetti metallurgici si riferiscono alla segregazione di inclusioni non metalliche, bolle, elementi, ecc. nel materiale. Le inclusioni presenti sulla superficie sono la fonte di concentrazione delle sollecitazioni, che causeranno cricche da fatica premature tra le inclusioni e l'interfaccia del substrato. L'uso della fusione sotto vuoto, della fusione sotto vuoto e di altre misure può migliorare notevolmente la qualità dell'acciaio.

5. Quando la molla per mezzo corrosivo funziona in mezzo corrosivo, diventa una fonte di fatica a causa della vaiolatura sulla superficie o della corrosione del bordo dei grani superficiali. Sotto l'azione di stress variabile, si espanderà gradualmente e causerà fratture. Ad esempio, l’acciaio per molle che lavora in acqua dolce ha un limite di fatica compreso tra solo il 10% e il 25% rispetto a quello in aria. L'influenza della corrosione sulla resistenza a fatica della molla non è legata solo al numero di volte in cui la molla viene sottoposta a carichi variabili, ma anche alla durata operativa. Pertanto, quando si progetta e si calcola una molla soggetta a corrosione, è necessario prendere in considerazione la vita utile.

Per le molle che lavorano in condizioni corrosive, per garantirne la resistenza alla fatica, possono essere utilizzati materiali con elevata resistenza alla corrosione, come acciaio inossidabile, metalli non ferrosi, o uno strato protettivo sulla superficie, come placcatura, ossidazione, spruzzatura, pittura, ecc. . La pratica dimostra che la placcatura in cadmio può aumentare notevolmente il limite di fatica della molla.

6. La resistenza alla fatica dell'acciaio al carbonio termico diminuisce dalla temperatura ambiente a 120°C, aumenta da 120°C a 350°C e diminuisce nuovamente quando la temperatura supera i 350°C. Non esiste alcun limite di fatica alle alte temperature. Per le molle che funzionano in condizioni di temperatura elevata, è necessario prendere in considerazione l'acciaio resistente al calore. Al di sotto della temperatura ambiente, il limite di fatica dell'acciaio aumenta