Анализ повреждаемости пружин.

В результате длительных наблюдений за состоянием пружин в эксплуатации выявлены следующие повреждения. (рис 1):

-вмятины и протертости 1, образующиеся чаще в зоне нажатия конца первого витка на второй виток пружины. Эти дефекты образуются при перевалке кузова особенно при движении в кривых участках с большими скоростями. Вмятины являются концентраторами напряжений, могут привести к образованию трещин 2 и излому пружин. Эти два дефекта не ремонтируюся;

-просадка пружин по высоте Н_св не является браковочным дефектом, и пружина отправляется на испытание.

Иногда встречаются коррозионные повреждения, которые допускаются до 10% площади сечения, а при больших значениях пружины не подлежат ремонту. Цилиндрические пружины, снятые с вагонов при плановых ремонтах очищают от грязи и масла в моечных машинах, после чего осматривают. Пружины с неустранимыми дефектами (намины, трещины) отбраковываются, а просевшие пружины подаются в ремонт.

С этой целью очищенные пружины нагреваются до температуры 880…900^оС и подаются на специальный станок для восстановления шага между витками. Правка производиться с расчетом чтобы высота пружины была на 2…3% выше номинальной, чтобы компенсировать возможное уменьшение высоты при проведении операции заневоливания и испытаний пружины.

Непосредственно после правки шага с интервалом не более 25 с и при температуре не ниже 780^оС пружины поступают в закалочный барабан. В качестве закалочной среды наиболее часто применят воду или минеральное масло.

Вода по сравнению с маслом обладает большей охлаждающей способностью и поэтому в интервале температур 200…300^о С возможно образование закалочных трещин.

Масло значительно медленнее охлаждает сталь и поэтому практически исключает образование трещин. Вместе с тем масло обеспечивает меньшую глубину прокаливаемости. Поэтому рекомендуется закалку пружин с диаметром прутка – в воде. Температура масла не должна превышать 60^оС, а температура воды не должна поддерживаться в пределах 30..40^оС.

После закалки пружины подвергают отпуску в конвейерных печах при температурах 440…480^оС с целью обеспечения металла пружин высоким пределом упругости, прочности и выносливости при достаточной вязкости.

Качество термообработки пружин проверяется по твердости на приборе Роквелла. Твердость должна лежать в пределах 40...47 HRC. Если твердость пружин ниже, то они отправляются на повтор­ную закалку и отпуск, а если выше — то только на отпуск.

Далее пружины должны проходить операции упрочнения путем обработки дробью или методом заневоливания, как и при изготовлении.

Завершается процесс ремонта пружин наружным осмотром, обмером, магнитной дефектоскопией и испытаниями под пробной нагрузкой для выявления остаточной деформации и под рабочей нагрузкой для проверки соответствия фактического прогиба рас­четному.

Пробная нагрузка определяется по выражению:

где — максимально допустимые напряжения в пружинах из ста­ли марок 55С2 и 60С2;

d—диаметр прутка пружины;

D_cp — средний диаметр пружины;

К— поправочный коэффициент, учитывающий кривизну витка пружины.

При испытании под пробной нагрузкой пружина сжимается 2 раза, и после этого замеряют высоту пружины в свободном состоянии. Пру­жина нагружается еще раз, и после разгрузки снова замеряют высо­ту, которая должна остаться неизменной.

При испытании пружины под рабочей нагрузкой определяют ее прогиб, который сравнивают с расчетным. Разность между изме­ренным и расчетным прогибами, отнесенная к расчетному проги­бу, должна быть в пределах

Пружины, выдержавшие все проверки, при необходимости подают на шлифовальный станок для выравнивания опорных поверхностей на длине ¾ витка. После этого производится приемка, клеймение пружин и их окраска.