一、范圍

本文件規(guī)定了環(huán)形彈簧的定義、分類、設(shè)計計算、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運輸與貯存。

本文件適用于外直徑 ?18mm ~ ?500mm的環(huán)形彈簧。

二、規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T 230.1金屬洛氏試驗 第1部分：試驗方法

GB/T 1031表面粗糙度 參數(shù)及其數(shù)值

GB/T 1182形狀和位置公差 通則 定義、符號和圖樣表示法

GB/T 1184-1996形狀和位置公差 未注公差值

GB/T 1222彈簧鋼

GB/T 1800.1極限與配合 基礎(chǔ) 第1部分：詞匯

GB/T 1800.2極限與配合 基礎(chǔ) 第2部分：公差、偏差和配合的基本規(guī)定

GB/T 1800.3極限與配合 基礎(chǔ) 第3部分：標(biāo)準(zhǔn)公差和基本偏差數(shù)值表

GB/T 1800.4極限與配合 基礎(chǔ) 第4部分：標(biāo)準(zhǔn)公差等級和孔、軸的極限偏差表

GB/T 1804-2000一般公差 未注公差的線性和角度尺寸的公差

GB/T 1805  彈簧術(shù)語

GJB 2028磁粉檢驗

三、術(shù)語和定義

GB/T 1805界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1　內(nèi)環(huán) internal（inside）ring

兩端均帶有外工作錐面的內(nèi)圓環(huán)

3.2　外環(huán) external（outer）ring

兩端均帶有內(nèi)工作錐面的外圓環(huán)

3.3　端環(huán) end ring

處于環(huán)形彈簧兩端僅一端帶有外工作錐面的內(nèi)圓環(huán)。

四、參數(shù)名稱、符號和單位

表1的參數(shù)名稱、符號和單位適用于本文件，為便于使用，給出結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。

表1     參數(shù)名稱、符號和單位

圖1  環(huán)形彈簧結(jié)構(gòu)示意圖

五、技術(shù)要求

5.1　尺寸

5.1.1　環(huán)形彈簧的內(nèi)徑、外徑、自由高度和壓并高度應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣的規(guī)定。

5.1.2　環(huán)形彈簧的內(nèi)、外環(huán)尺寸公差與配合應(yīng)符合GB/T 1800.1~GB/T 1800.4的有關(guān)規(guī)定，未注公差尺寸的極限偏差應(yīng)符合GB/T 1804-2000中m級的規(guī)定。

5.1.3　環(huán)形彈簧的內(nèi)、外環(huán)形狀和位置公差應(yīng)符合GB/T 1182、GB/T1184~1996或產(chǎn)品圖樣的有關(guān)規(guī)定，未注形狀和位置公差應(yīng)符合GB/T 1184-1996中k級的規(guī)定。

5.1.4　環(huán)形彈簧的內(nèi)、外環(huán)徑向尺寸及公差應(yīng)符合表2的規(guī)定，內(nèi)、外環(huán)的形狀如圖2所示。

表2     徑向尺寸及偏差

表3     其他尺寸及偏差

圖2 環(huán)形彈簧內(nèi)、外環(huán)形狀

5.2　材料

環(huán)形彈簧內(nèi)、外環(huán)選用的材料應(yīng)符合GB/T 1222及有關(guān)技術(shù)協(xié)議的規(guī)定，井應(yīng)附有質(zhì)量合格證明書，經(jīng)承制方復(fù)驗合格后方可投入使用。 材料表面光滑，無明顯拉痕、凹坑等缺陷。當(dāng)需選用其他材料時，由供需雙方商定。

5.3　工藝

大量生產(chǎn)的環(huán)形彈簧，其內(nèi)、外環(huán)的毛坯采用鍛造，再用專用套圈軋機(jī)軋制成品形狀和尺寸，經(jīng)檢驗合格后再進(jìn)行熱處理。

少量生產(chǎn)的環(huán)形彈簧，其毛坯采用自由鍛造經(jīng)機(jī)械加工得到成品形狀和尺寸，然后進(jìn)行熱處理。必要時，在熱處理后再磨削接觸表面。

環(huán)形彈簧的內(nèi)、外環(huán)表面粗糙度應(yīng)符合GB/T 1031或產(chǎn)品圖樣的有關(guān)規(guī)定，內(nèi)、外環(huán)圓錐表面的粗糙度一般為Ra0.4~Ra0.8。

由于圓環(huán)厚度較小，制造中應(yīng)特別注意不要使圓環(huán)產(chǎn)生扭曲。

5.4　外觀質(zhì)量

環(huán)形彈簧內(nèi)外環(huán)弧面、圓柱面、端面應(yīng)光滑，不應(yīng)有破損、扭曲、毛刺和斷裂等現(xiàn)象。

5.5　內(nèi)部質(zhì)量

環(huán)形彈簧的內(nèi)、外環(huán)不應(yīng)存在裂紋和氣孔等內(nèi)部缺陷。

5.6　設(shè)計與結(jié)構(gòu)

5.6.1　環(huán)形彈簧的設(shè)計應(yīng)考慮剛度、強(qiáng)度和運動穩(wěn)定性的要求，應(yīng)滿足被整個緩存系統(tǒng)的運動平穩(wěn)性并適應(yīng)其工作環(huán)境。

5.6.2　環(huán)形彈簧的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足潤滑條件下，內(nèi)、外環(huán)不出現(xiàn)粘滯現(xiàn)象的基本要求。

5.6.3　環(huán)形彈簧以內(nèi)環(huán)導(dǎo)向桿導(dǎo)向，應(yīng)按單邊最大不超過D1 ×2%留置環(huán)形彈簧與導(dǎo)向桿之問的間隙；環(huán)形彈簧以外環(huán)導(dǎo)向管導(dǎo)向，應(yīng)按單邊最大不超過D2 ×2%留置環(huán)形彈簧與導(dǎo)向管之間的間隙。

5.6.4　環(huán)形彈簧在一個加載和卸載循環(huán)周期內(nèi)的典型設(shè)計特性曲線OABO應(yīng)如圖3所示。OA段表示加載時環(huán)形彈簧的壓縮量與載荷成正比；AB段表示卸載起始階段壓縮量應(yīng)基本不變且具有明顯的滯后特性；BO段表示當(dāng)載荷減小到一定程度時壓縮量開始減小并隨卸載過程減小到零，此時環(huán)形彈簧開始伸張并應(yīng)恢復(fù)到原始尺寸。

圖3 環(huán)形彈簧特性曲線

5.6.5　環(huán)形彈簧應(yīng)具有設(shè)計良好的減振性能，其變形并恢復(fù)后的能量總損失一般應(yīng)不低于50%。

5.6.6　內(nèi)、外環(huán)硬度

環(huán)形彈簧的內(nèi)、外環(huán)經(jīng)熱處理后，其表面硬度值一般應(yīng)為48HRC-54HRC。

5.6.7　表面處理

環(huán)形彈簧的內(nèi)、外環(huán)在機(jī)械加工后應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行防銹處理，如磷化、氧化。

5.6.8　強(qiáng)壓處理

 環(huán)形彈簧應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)壓處理，除有特殊規(guī)定外，一般強(qiáng)壓處理時間不少于24h。

5.6.9　磨合處理

 環(huán)形彈簧應(yīng)按產(chǎn)品圖樣規(guī)定進(jìn)行磨合處理，當(dāng)圖樣未規(guī)定磨合處理次數(shù)時，一般磨合處理次數(shù)應(yīng)不少于10次。

5.6.10　工作負(fù)荷

環(huán)形彈簧經(jīng)強(qiáng)壓、磨合處理后，工作負(fù)荷(P1或P2）值應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣或合同的規(guī)定。

5.6.11　貼合率

環(huán)形彈簧內(nèi)、外環(huán)對應(yīng)錐形接觸面的貼合率應(yīng)不低于75%。

5.6.12　壽命

環(huán)形彈簧壽命應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣和制造驗收技術(shù)條件的規(guī)定。

六、檢驗規(guī)則

6.1　檢驗條件

 除另有規(guī)定外，應(yīng)在下列條件下進(jìn)行：

a）室內(nèi)檢驗：溫度5℃ ~ 35 ℃，相對濕度不大于80%；

b）室外檢驗：當(dāng)使用儀器檢查時應(yīng)符合儀器所允許的環(huán)境要求。

6.2　首件檢驗

6.2.1　環(huán)形彈簧首件的認(rèn)定檢驗項目應(yīng)按產(chǎn)品圖樣、合同及下表4的規(guī)定。

6.2.2　首件檢驗的受檢樣品應(yīng)不少于兩件。

6.2.3　首件檢驗的所有受檢樣品和全部項目均符合本規(guī)范規(guī)定的要求時，判首件檢驗合格；若首件檢驗的任一受檢樣品或任一檢驗項目不符合本規(guī)范規(guī)定的要求時，判首件檢驗不合格。

表4     檢驗項目表

6.3　質(zhì)量一致性檢驗

6.3.1　抽樣方案、組批規(guī)則

環(huán)形彈簧按批交驗時，每批應(yīng)由同一規(guī)格、同一牌號的鋼材、在同一工藝條件下制成的內(nèi)、外環(huán)組成。交驗批的批量按產(chǎn)品圖樣或合同規(guī)定。

A組檢驗項目采用全數(shù)檢驗方案，B組、C組檢驗項目按產(chǎn)品圖樣或合同規(guī)定的抽樣方案執(zhí)行。

6.3.2　合格判據(jù)

A組檢驗的所有項目均符合本規(guī)范規(guī)定的要求時，判A組檢驗合格；若A組檢驗的任一檢驗項目不符合本規(guī)范規(guī)定的要求時，判A組檢驗不合格。

被判為A組檢驗不合格的經(jīng)返修后可重新交驗，剔除不合格品。

若在進(jìn)行強(qiáng)壓處理檢驗時發(fā)生單環(huán)零件斷裂，其數(shù)量不超過單環(huán)零件交驗批的3％時，允許替換為經(jīng)過強(qiáng)壓處理的內(nèi)環(huán)或外環(huán)后，重新進(jìn)行強(qiáng)壓處理檢驗；若單環(huán)零件斷裂數(shù)量超過上述規(guī)定，則該批應(yīng)時間加倍重新進(jìn)行強(qiáng)壓處理檢驗。重新進(jìn)行強(qiáng)壓處理檢驗時，若仍有一件單環(huán)斷裂，則判該批A組檢驗不合格。

B組檢驗的樣品中若有一件不符合本規(guī)范規(guī)定的要求時，應(yīng)抽取雙倍的數(shù)量重新進(jìn)行檢驗， 若仍有一件不符合本規(guī)范規(guī)定的要求時，判該批B組檢驗不合格。

被判為B組檢驗不合格的批，可進(jìn)行全數(shù)檢驗，剔除不合格品。

C組檢驗的樣品中若有一件不符合本規(guī)范規(guī)定的要求時，應(yīng)抽取雙倍的數(shù)量重新進(jìn)行檢驗，若仍有一件不符合本規(guī)范規(guī)定的要求時，則判該批C組檢驗不合格。

6.4　檢驗方法

6.4.1　尺寸

用檢定合格的通用、專用量具進(jìn)行檢驗，檢驗內(nèi)徑或外徑的量具其最小分度值應(yīng)不低于0.05mm。

6.4.2　外觀質(zhì)量、表面處理

用目視和手感或參照標(biāo)準(zhǔn)樣品的方法檢查外觀質(zhì)量和表面處理情況，當(dāng)有爭議時可用5倍放大鏡進(jìn)行檢查。

6.4.3　內(nèi)部質(zhì)量

報GJB 2028的規(guī)定進(jìn)行檢驗。

6.4.4　內(nèi)、外環(huán)硬度

按GB/T 230.1的規(guī)定進(jìn)行檢驗。

6.4.5　強(qiáng)壓處理

在壓力試驗機(jī)上對環(huán)形彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理，將其壓縮至各圈接觸而無顯著間隙，或壓縮至相應(yīng)產(chǎn)品的規(guī)定高度，或加載相應(yīng)產(chǎn)品規(guī)定的負(fù)荷，并保持相應(yīng)產(chǎn)品規(guī)定的作用時間，強(qiáng)壓處理后用目視法檢查外觀質(zhì)量。

6.4.6　磨合處理

磨合處理在強(qiáng)壓處理合格后進(jìn)行。

在磨合試驗機(jī)上使環(huán)形彈簧處于受壓狀態(tài)，并使其在H1至H2之間往返運行，往返次數(shù)按3.9.2的規(guī)定。整個過程不應(yīng)中斷，應(yīng)一次性連續(xù)完成。

6.4.7　工作負(fù)荷

工作負(fù)荷的測定應(yīng)在磨合處理合格后進(jìn)行。

在壓力試驗機(jī)上將環(huán)形彈簧壓縮至H1或H2，測定并記錄工作負(fù)荷P1或P2。

工作負(fù)荷不符合產(chǎn)品圖樣或合同的規(guī)定時，可使用調(diào)節(jié)墊片進(jìn)行調(diào)整，調(diào)節(jié)墊片的厚度和數(shù)最應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)要求的規(guī)定。

6.4.8　貼合率

用煤煙法進(jìn)行檢測。

6.4.9　壽命

進(jìn)行環(huán)形彈簧的疲勞試驗，其行程應(yīng)符合實際工作行程，往返頻率應(yīng)與工作頻率相同，運行次數(shù)應(yīng)不小于實際工作壽命次數(shù)的110%~130%。疲勞試驗后檢驗或檢查環(huán)形彈簧的工作負(fù)荷、內(nèi)部質(zhì)量和外觀質(zhì)量是否符合相應(yīng)產(chǎn)品圖樣和本規(guī)范的要求并記錄。

七、標(biāo)志、包裝、運輸與貯存

7.1　標(biāo)志

7.1.1　在環(huán)形彈簧的顯著位置，應(yīng)有字跡清晰的永久性標(biāo)志。

7.1.2　標(biāo)志應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a)   產(chǎn)品型號；

b)   產(chǎn)品商標(biāo)；

c)   制造廠名或代號；

d)   制造日期（年、月）。

7.1.3　出廠檢驗合格的產(chǎn)品應(yīng)有合格證或合格標(biāo)識。

7.1.4　合格證內(nèi)容包括：（1）產(chǎn)品名稱、型號、規(guī)格；（2）產(chǎn)品編號；（3）制造廠名或代號；（4）制造年、月；（5）檢驗人員。

7.2　包裝

7.2.1　產(chǎn)品的包裝儲運標(biāo)志應(yīng)符合客戶要求。

7.2.2　包裝應(yīng)保證該不受擠壓變形。

7.2.3　包裝箱表面應(yīng)有產(chǎn)品名稱、數(shù)量和防護(hù)等標(biāo)識。

7.2.4　包裝箱應(yīng)注明堆放的方向和允許堆碼的層數(shù)。

7.2.5　包裝箱應(yīng)附帶產(chǎn)品合格證和產(chǎn)品說明書。

7.3　運輸與貯存

7.3.1　環(huán)形彈簧在運輸和貯存過程中，包裝箱應(yīng)直立，不可橫放，不應(yīng)有損壞包裝的現(xiàn)象。

7.3.2　環(huán)形彈簧在運輸和貯存過程中，應(yīng)避免磕碰，應(yīng)避免與酸、堿、鹽、油、水、灰和其他有機(jī)溶劑接觸，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離熱源。

附　錄　A
（規(guī)范性附錄）
常用環(huán)形彈簧尺寸系列

A.1　常用環(huán)形彈簧尺寸系列見表A.1

表A.1

附　錄　B
（資料性附錄）
環(huán)形彈簧的設(shè)計計算

B.1　環(huán)形彈簧設(shè)計參數(shù)選擇

（1）  圓錐面斜角 當(dāng)圓錐面斜角β選取較小時，彈簧剛度較小，若β <ρ，則卸載時將產(chǎn)生自鎖，即不能回彈，β角選取過大時，則彈性變形恢復(fù)時的載荷PR較大，使環(huán)形彈簧緩沖吸振的能力降低。設(shè)計時，可取β=12°~20°，圓錐面加工精度較高時，可取β=12°；加工精度一般時，常取β=14.04°；潤滑條件較差，摩擦因數(shù)較大時，β應(yīng)取得大一些，以免發(fā)生自鎖。

（2）  摩擦因數(shù)fμ和摩擦角ρ可按下列條件選定:

（3）    環(huán)形彈簧的許用應(yīng)力如表B.1。

表B.1環(huán)形彈簧常用材料的許用應(yīng)力 /MPa

B.2　環(huán)形彈簧設(shè)計公式