Приложение В (обязательное). Методика стендовых определительных и периодических ресурсных испытаний рессор

Приложение В
(обязательное)

Методика
стендовых определительных и периодических ресурсных испытаний рессор

В.1 Виды и объем испытаний

В.1.1 Определительные ресурсные испытания проводят с целью определения ресурса до первого отказа циклическим прогибом рессор. По результатам определительных ресурсных испытаний назначают минимальный 90 и 50% ресурсы (рисунок В.1).

Рисунок В.1

Примечание - Отказом считают поломку листа или проседание рессоры (уменьшение стрелы выгиба) более чем на 20% деформации рессоры при изменении нагрузки от статической до максимальной (по В.3.1.4).

B.1.2 Периодические ресурсные испытания рессор проводят с целью периодической проверки соответствия минимальному и 50% ресурсу, полученному при определительных ресурсных испытаниях.

B.1.3 Перед испытаниями определяют упругую характеристику рессоры - зависимость между нагрузкой, действующей на рессору, и ее деформацией.

B.1.4 Определительные ресурсные испытания проводит предприятие - изготовитель рессор массового производства в течение не более полутора лет после начала выпуска по основной технологии и повторяет по требованию предприятия - разработчика КД или потребителя в случае внесения изменений в конструкцию или технологию.

Ресурсы, определенные по В.1.1, согласовывают с предприятием - разработчиком АТС.

В.1.5 Периодические ресурсные испытания проводит предприятие - изготовитель АТС не реже одного раза в 6 мес.

Допускается проводить определительные и периодические испытания предприятию - разработчику КД.

B.1.6 Устанавливают следующее минимальное количество испытуемых рессор массового производства, шт.:

- 15 - для определительных ресурсных испытаний;

- 3 - для периодических ресурсных испытаний.

B.1.7 Для рессор, изготовляемых небольшими количествами, объем испытаний устанавливают по согласованию сторон.

B.2 Оборудование и приборы для испытаний

B.2.1 Стенды для определительных и периодических ресурсных испытаний состоят из:

- механизма, обеспечивающего циклические прогибы рессор;

- механизма нагружения рессор для создания предварительной деформации;

- устройства для изменения хода;

- устройства для охлаждения рессор воздухом;

- счетчика числа циклов.

Рекомендуется применять устройство для принудительной остановки стенда при достижении заданного числа циклов или времени, а также устройства для контроля жесткости рессор без снятия их со стенда.

B.2.1.1 Применяемые устройства и приборы должны иметь следующие параметры:

- точность установки хода - 1 мм;

- емкость счетчика циклов - не менее 1 млн циклов.

B.2.1.2 Мощность стенда и диапазон возможных ходов и частот выбирают в зависимости от типа испытуемых рессор.

B.2.2 Установка для определения упругой характеристики рессоры

B.2.2.1 Установка состоит из пресса, обеспечивающего нагружение рессоры до значения Р с соблюдением требований по 7.6.

B.2.2.2 Установка должна иметь системы измерения деформации и нагрузки, обеспечивающие точность измерения 1%.

B.3 Определение режима испытаний

В.3.1 Определение упругой характеристики рессоры

В.3.1.1 Перед определением упругой характеристики проводят осадку рессоры в соответствии с требованиями КД.

B.3.1.2 Упругую характеристику рессоры определяют без заделки стремянками и с заделкой. Рекомендуется устанавливать рессору на отрезке лонжерона с кронштейнами, то есть как в подвеске АТС.

Схема испытаний на подвижных тележках представлена на рисунке В.2. При наличии скользящего конца тележки жестко связывают между собой штангой 1.

Длина штанги равна расстоянию между кронштейнами в реальной подвеске. Для рессор со скользящими концами (нижняя схема на рисунке В.2) рекомендуется жесткое крепление в центре.

B.3.1.3 Момент затяжки гаек стремянок, конструкция заделки и ее сборка должны соответствовать требованиям КД, которая передается изготовителю вместе с чертежом рессоры.

B.3.1.4 Упругую характеристику определяют с интервалом не более 20% статической нагрузки, приходящейся на рессору базовой модели АТС полной массы. При отсутствии данных статическую нагрузку принимают равной контрольной.

Максимальной нагрузкой при определении характеристики рессоры считают нагрузку, которая вызывает деформацию рессоры, соответствующую моменту включения ограничителей хода рессоры в подвеске базовой модели АТС. Для сплошных резиновых ограничителей их включение определяют деформацией, равной 1/3 высоты, а для полых - 2/3 высоты.

При отсутствии ограничителей максимальную нагрузку определяют по значению деформации рессоры, равной 1,5 прогиба рессоры при статической нагрузке.

Указанные выше данные представляет предприятие - разработчик АТС.

B.3.1.5 Деформацию рессоры измеряют как при нагрузке, так и при разгрузке.

B.3.1.6 По данным испытаний строят график упругой характеристики рессоры (рисунок В.2), на котором на участке 25 мм от прогиба, соответствующего статической нагрузке, между линиями нагрузки и разгрузки проводят среднюю линию, соответствующую упругой характеристике рессоры при отсутствии трения.

B.3.1.7 Жесткость рессоры при статической нагрузке () определяют отношением приращения нагрузки по средней линии характеристики при прогибе 25 мм от положения, соответствующего статической нагрузке, к значению этого прогиба.

Рисунок В.2

В.3.2 Определение режима определительных и периодических ресурсных испытаний

B.3.2.1 Режим ресурсных испытаний рессор определяют следующими параметрами:

- ходом стенда S, равным удвоенной амплитуде деформации рессоры;

- минимальной деформацией рессоры (поджатие рессоры), равной разнице между деформацией рессоры при статической нагрузке и амплитудой деформации рессоры S/2.

B.3.2.2 Деформацию рессоры при статической нагрузке определяют по упругой характеристике рессоры с заделкой как расстояние от оси ординат до точки пересечения средней линии упругой характеристики с горизонтальной линией, соответствующей статической нагрузке.

В.3.2.3 Ход стенда S определяют из условий, что амплитуда изменения напряжений в заделке при испытаниях многолистовых рессор равна 3000 . Многолистовые рессоры, напряжения которых при статической нагрузке менее 3000 , испытывают при пульсирующем цикле с амплитудой 3000 . При этом статическая нагрузка равна нулю.

При испытаниях малолистовых рессор допускается амплитуда напряжений 4500 .

Для рессор, напряжение которых при статической нагрузке более 6000 , амплитуду напряжений при испытаниях допускается уменьшать по согласованию с предприятием - разработчиком АТС.

Ход стенда S вычисляют по формуле:

,

(B.1)

где - амплитуда изменения напряжения, ;

- изменение напряжения при прогибе рессоры на 1 см, ;

где - жесткость рессоры в заделке при статической нагрузке, ;

K - коэффициент, зависящий от конструкции рессоры.

Для полуэллиптической несимметричной рессоры:

,

(В.2)

для полуэллиптической симметричной рессоры:

,

(B.3)

где - момент сопротивления рессоры, ;

- длина рессоры с учетом заделки, см;

- длина переднего конца рессоры, см;

- длина заднего конца рессоры, см;

, , - расчетные длины без учета заделки рессоры, ее переднего и заднего концов, см;

С, - жесткость рессоры, соответственно с заделкой и без нее, определяют по упругой характеристике (В.3.1.7), .

В.4 Подготовка и проведение испытаний

B.4.1 Установка рессоры на стенде

B.4.1.1 Рессору устанавливают аналогично установке ее при испытаниях по определению упругой характеристики с заделкой стремянками (по В.3.1).

B.4.1.2 Условие сборки рессоры должно соответствовать В.3.1.3.

B.4.1.3 Усилия от ползуна стенда к заделке рессоры передают:

- для несимметричных рессор и рессор с различной конструкцией концов - через подшипниковое устройство (нагрузочная штанга, подшипники качения и т.п.), обеспечивающее угловое перемещение рессоры;

- для симметричных рессор с одинаковой конструкцией концов допускается жесткое крепление к ползуну.

В.4.1.4 Установленную на стенд рессору подвергают предварительной деформации - поджатию рессоры (по В.3.2.1).

B.4.2 При определительных ресурсных испытаниях рессор проседание рессоры измеряют через каждые 100 тыс. циклов.

При периодических ресурсных испытаниях проседание измеряют также у рессор, прошедших испытания до минимального и 50% ресурсов.

В.4.З При периодических ресурсных испытаниях рессору считают выдержавшей испытание, если не наблюдалось отказов до минимального ресурса.

В.4.4 Результаты периодических испытаний рессор до 50% ресурса сообщают разработчику.

B.5 Обработка результатов испытаний

В.5.1 Результаты определительных ресурсных испытаний включают в протокол.

В.5.1.1 Рекомендуемая форма протокола определительных ресурсных испытаний листовых рессор

Протокол N

определительных ресурсных испытаний листовых рессор

Тип рессоры и номер чертежа ______________________________________________

Длина ___________________ ширина __________________число листов ___________

Толщина листов и тип профиля _____________________________________________

Дата изготовления и номер партии _________________________________________

Дата и место испытаний ___________________________________________________

Ход стенда________________ поджатие рессоры ____________ частота колебаний

 стенда __________________________________________________________________

Момент затяжки гаек стремянок,  ____________________________________

Определяемый параметр	Порядковый номер рессоры
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Число циклов до поломки, тыс. Номер поломанного листа и место поломки ("+" передняя часть рессоры, "-" задняя часть рессоры) Расстояние от центра заделки листа до центра усталостной трещины, мм (отметить расположение поломки на стороне сжатия) Наличие контактного трения в месте поломки Проседание после, тыс. циклов: 100 200 300

Заключение (90% ресурс, минимальный ресурс, 50% ресурс)

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Ответственный за определение минимального ресурса _______________________

                                                    инициалы, фамилия

Ответственный за испытания ______________________________________________

                                                    инициалы, фамилия

B.5.2 После проведения определительных ресурсных испытаний и обработки результатов составляют отчет, содержащий:

- объект испытаний;

- упругую характеристику рессоры без заделки;

- упругую характеристику рессоры с заделкой;

- режим испытаний;

- данные испытаний;

- результаты металлографических исследований (объем исследований определяет специалист, проводящий исследование);

- результаты исследований определения причин поломки;

- анализ результатов испытаний - определение минимального и 50% ресурсов;

- выводы и предложения;

- дату проведения испытаний.

B.5.3 Результаты определительных ресурсных испытаний представляют графически в вероятностной сетке распределения Вейбулла (рисунок В.1). По оси абсцисс откладывают число циклов до первого отказа рессор (по ломка листа, проседание рессоры), по оси ординат - вероятность отсутствия отказов, соответствующую проценту не сломанных при данном числе циклов рессор.

Для построения графика из протокола испытаний выписывают данные по ресурсу испытанных рессор в порядке возрастания (таблица В.1).

Таблица В.1

Определяемый параметр	Порядковый номер рессоры
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Число циклов N до поломки, тыс.	95	160	160	190	201	207	210	220	245	260	295	395	400	550	750
Процент несломанных рессор при данном числе циклов	95,5	89,0	82,0	76,0	69,0	63,0	56,5	50,5	43,5	37,0	30,5	24,0	17,5	11,0	4,5

Процент несломанных рессор (вероятность безотказной работы) вычисляют по формуле:

,

(В.4)

где n - количество испытанных рессор;

- количество сломанных рессор.

Например, если испытано 15 рессор (n = 15), то при поломке пятой рессоры ( = 5), %,

то есть вероятность безотказной работы до 201 тыс. циклов остальных 10 рессор () будет равна 69,5%.

Таким образом на график наносят 15 точек.

По полученным точкам строят прямую. При необходимости уточнения положения прямой применяют уравнение регрессии.

Для определения 90 и 50% ресурсов проводят горизонтальные линии, соответствующие 90 и 50% вероятности отсутствия поломок.

Расстояния в циклах от оси ординат до точек пересечения горизонтальных линий с проведенной по точкам прямой равны 90 и 50% ресурсам. Минимальный ресурс составляет 0,75 от 90% ресурса.

Например, на рисунке В.1 минимальный ресурс равен 112,5 тыс. циклов, 90% ресурс - 150 тыс циклов, 50% ресурс - 220 тыс. циклов.

В.5.4 После проведения периодических ресурсных испытаний по их результатам составляют акт. Все рессоры, не выдержавшие испытания, подвергают металлографическим исследованиям. Данные металлографических исследований, анализ причин недостаточного ресурса и предложения по мероприятиям для его увеличения прилагают к акту. После проведения мероприятий по улучшению качества рессор периодические испытания повторяют.