이봐! 압축 스프링 공급 업체로서, 나는 공정한 스프링스가 다른 고장 모드를 거치는 것을 보았습니다. 압축 스프링은 소규모 가정 기기에서 큰 산업 기계에 이르기까지 모든 종류의 응용 분야에서 매우 일반적입니다. 그러나 다른 기계적 구성 요소와 마찬가지로, 그들은 실패에 면역되지 않습니다. 따라서 압축 스프링의 일반적인 고장 모드 중 일부를 파헤쳐 봅시다.
1. 피로 실패
피로 실패는 아마도 우리가 겪는 가장 일반적인 문제 중 하나 일 것입니다. 스프링이 반복적 인 하중 및 언로드 사이클을받을 때 발생합니다. 시간이 지남에 따라,이 사이클은 스프링 표면에 작은 균열을 만듭니다. 이 균열은 봄이 부러 질 때까지 점차 더 깊고 깊어집니다.
문 힌지 스프링에 대해 생각하십시오. 문을 열고 닫을 때마다 스프링이 압축 된 다음 해제됩니다. 수천 또는 수백만 의이주기 후에, 봄은 피로의 징후를 보이기 시작할 수 있습니다. 문이 예전만큼 부드럽게 닫히지 않거나 스프링이 완전히 파손될 수 있음을 알 수 있습니다.
피로 실패에 기여하는 주요 요인에는 하중의 진폭, 사이클 수 및 스프링의 재료 특성이 포함됩니다. 피로 저항성이 우수한 고품질 재료로 만든 스프링은 피로로 인해 실패 할 가능성이 적습니다. 예를 들어,황동 압축 스프링특정 응용 분야에서 비교적 좋은 피로 특성으로 유명합니다.
2. 수율
수율은 스프링이 탄성 한계를 초과 할 때 발생합니다. 이런 일이 발생하면 스프링이 영구적으로 변형되어 원래 모양으로 돌아갈 수 없습니다. 당신은 고무 밴드를 너무 멀리 스트레칭하는 것처럼 생각할 수 있습니다. 일단 특정 지점을 넘어서면 원래 크기로 돌아 가지 않습니다.
압축 스프링의 경우 적용된 하중이 너무 높으면 수율이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 무거운 의무 기계 응용 프로그램에서 스프링의 부하에 맞게 제대로 크기가없는 경우 수율을 산출 할 수 있습니다. 이로 인해 봄의 기능이 상실 될 수 있습니다. 스프링은 필요한 힘을 제공하지 못할 수 있으며 전체 시스템이 오작동하기 시작할 수 있습니다.
스프링의 항복 강도는 만든 재료에 따라 다릅니다. 높은 항복 강도를 가진 재료로 만든 스프링은 수율에 더 저항력이 있습니다. 응용 프로그램을 위해 스프링을 선택할 때, 적절한 항복 강도를 가진 최대 부하를 고려하고 스프링을 선택하는 것이 중요합니다.
3. 부식
부식은 압축 스프링, 특히 가혹한 환경에서 사용되는 스프링의 또 다른 주요 문제입니다. 스프링이 수분, 화학 물질 또는 기타 부식성 물질에 노출되면 스프링 표면이 환경과 산화되거나 반응하기 시작합니다. 이것은 시간이 지남에 따라 봄을 약화시킬 수 있습니다.
광업 응용 프로그램에 봄이 있다고 가정 해 봅시다. 광업 환경은 종종 먼지, 물 및 다양한 화학 물질로 채워져 있습니다. 이런 종류의 환경에서 사용되는 스프링광업 생생한 스크린 스프링, 부식의 위험이 높습니다. 부식은 스프링 표면에 구타를 일으킬 수 있으며, 이는 응력 농도 지점으로 작용할 수 있습니다. 이러한 스트레스 농도 지점은 피로 실패 또는 갑작스런 파손을 초래할 수 있습니다.
부식을 방지하기 위해 스프링은 아연, 니켈 또는 에폭시와 같은 보호 재료로 코팅 할 수 있습니다. 이 코팅은 스프링과 부식성 환경 사이의 장벽으로 작용합니다. 스프링의 정기 유지 및 검사는 또한 부식의 초기 징후를 감지하고 적절한 조치를 취하는 데 도움이 될 수 있습니다.
4. 좌굴
좌굴은 압축 스프링에서 발생할 수있는 안정성 문제입니다. 스프링이 압축되면 때로는 똑바로 모양을 잃고 옆으로 구부리기 시작할 수 있습니다. 이것을 좌굴이라고합니다. 일반적으로 스프링의 길이가 직경에 비해 상대적으로 크고 하중이 축 방향으로 적용될 때 발생합니다.
길고 얇은 압축 스프링을 상상해보십시오. 압축하려고하면 더 짧아지는 대신 한쪽으로 절을 시작할 수 있습니다. 좌굴은 스프링의 효과를 줄이고 주변 구성 요소에 손상을 줄 수 있습니다.
좌굴을 피하려면 스프링의 종횡비 (길이 대 지름의 비율)를 신중하게 고려해야합니다. 종횡비가 낮은 스프링은 버클 일 가능성이 적습니다. 경우에 따라 가이드 또는 지지대를 사용하여 압축 중에 스프링을 직선 위치로 유지할 수 있습니다.
5. 마모
스프링이 시스템의 다른 구성 요소에 문지르면 마모가 발생할 수 있습니다. 이것은 스프링이 지속적으로 움직이거나 진동하는 응용 분야에서 일반적입니다. 예를 들어, a스윙 진동 스크린 스프링, 스프링은 일정한 움직임으로, 화면이나 기계의 다른 부분에 문지를 수 있습니다.
시간이 지남에 따라이 문지르면 스프링 표면이 마모 될 수 있습니다. 스프링이 마모되면 크기가 바뀌고 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 스프링은 강성의 일부를 잃을 수 있으며, 제공하는 힘은 감소 할 수 있습니다.
마모를 줄이기 위해 스프링과 접촉 표면 사이에 윤활을 사용할 수 있습니다. 또한 내마모성이 좋은 재료를 사용하면 봄의 수명을 연장 할 수 있습니다.
이러한 실패를 피하는 방법
우리는 일반적인 실패 모드에 대해 이야기 했으므로 피하는 방법에 대해 논의 해 봅시다. 우선, 적절한 디자인이 중요합니다. 애플리케이션을 위해 스프링을 설계 할 때, 부하, 사이클 수, 환경 및 사용 가능한 공간과 같은 요소를 모두 고려해야합니다. 숙련 된 스프링 공급 업체와 협력하면 스프링이 올바르게 설계 될 수 있습니다.
둘째, 올바른 자료를 선택하는 것이 필수적입니다. 재료가 다른 특성을 가지며 특정 응용 분야에 적절한 재료를 선택하면 고장 위험이 크게 줄어들 수 있습니다. 예를 들어, 스프링이 부식성 환경에서 사용되는 경우 부식 - 저항성 재료를 선택해야합니다.
정기적 인 검사 및 유지 보수도 중요합니다. 스프링을 정기적으로 확인하면 균열, 부식 또는 마모와 같은 조기 실패 징후를 감지 할 수 있습니다. 문제가 발견되면 완전한 실패로 이어지기 전에 해결할 수 있습니다.
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참조
- Designers 'Guide to Springs의 "Mechanical Springs 핸드북"
- Spring Manufacturers Institute의 "Spring Design and Application"
