Тип пружины и требования к проволоке
Для цилиндрических винтовых пружин сжатия и растяжения материал выбирают по классу и разряду из ГОСТ 13764-86. Класс говорит о режиме нагружения и выносливости, разряд — об исполнении и материале. Стандарт рассчитан на неагрессивную среду и температуры от −60 до +120 °C. Пружины кручения в него не входят: для них материал выбирают по другим документам.
Класс I — циклическая работа с большой выносливостью. Класс II — циклические и статические нагрузки. Класс III — пружины сжатия, которым разрешено соударение витков по инерции. Класс пружины (римская цифра) и класс проволоки (арабская) — разные классификации.
| Класс / разряд пружины | Материал по табл. 2 | Диаметр проволоки, мм | τ₃ | Стандарт основных параметров |
|---|---|---|---|---|
| I / 1 | ГОСТ 9389, класс 1 | 0,2–5 | 0,3 σв | ГОСТ 13766 |
| I / 2 | ГОСТ 9389, классы 2, 2А | 0,2–5 | 0,3 σв | ГОСТ 13767 |
| II / 1 | ГОСТ 9389, класс 1 | 0,2–5 | 0,5 σв | ГОСТ 13770 |
| II / 2 | ГОСТ 9389, классы 2, 2А | 0,2–5 | 0,5 σв | ГОСТ 13771 |
| III / 1 | Трёхжильная пружина; ГОСТ 9389, класс 1 | 0,3–2,8 | 0,6 σв | ГОСТ 13774 |
Это строки для углеродистой проволоки, не вся таблица. σв — временное сопротивление проволоки, τ₃ — максимальное касательное напряжение при максимальной деформации пружины с учётом кривизны витков. Оно относится к пружинам сжатия и растяжения, на пружины кручения не распространяется. И это не готовое допускаемое напряжение для любой рабочей нагрузки.
В таблице 2 есть и легированные стали, и трёхжильные, и горяченавитые исполнения. Для I / 3, например, указаны 60С2А, 65С2ВА, 70С3А и 51ХФА по ГОСТ 14963, диаметр 3–12 мм, τ₃ = 560 Н/мм². Для III / 2 — 60С2А, 65С2ВА, 70С3А, диаметр 3–12 мм, τ₃ = 1350 Н/мм², обязательны твёрдость 54,5–58,0 HRCэ и дробеструйная обработка. Одно название стали эти требования не закрывает.
Расчёт и подбор параметров идут по ГОСТ 13765 и серии ГОСТ 13766–13776. Источник: ГОСТ 13764-86, вводная часть; табл. 1–2; примечание 1 к табл. 2.
Диаметр, масса метра и длина в килограмме
Диаметр проволоки берут из расчёта пружины: он записан в чертеже или спецификации. Масса гладкой проволоки растёт как квадрат диаметра. Если известна нужная длина, массу для закупки считают по номинальному диаметру.
| Диаметр, мм | Расчётная масса 1 м, г | Расчётная длина в 1 кг, м |
|---|---|---|
| 0,5 | 1,54 | 648,8 |
| 1 | 6,17 | 162,2 |
| 1,2 | 8,88 | 112,6 |
| 2 | 24,66 | 40,5 |
| 3 | 55,49 | 18,0 |
| 4 | 98,65 | 10,1 |
| 5 | 154,13 | 6,5 |
| 6 | 221,95 | 4,5 |
Формула: m₁ = π × d² / 4 × 7,85, где m₁ в граммах на метр, d в миллиметрах. Плотность 7,85 г/см³ — расчётное допущение, нормы массы в ГОСТ 9389-75 нет. Длина в килограмме — 1000 / m₁. Фактическую массу определяют взвешиванием.
Для 1 мм: m₁ = π × 1² / 4 × 7,85 = 6,1654 г/м, округлённо 6,17. В килограмме 162,2 м. 100 м весят около 0,617 кг без упаковки. Всё это расчёт, а не гарантия длины куска в бухте.
Сортамент стандарта и ассортимент продавца не одно и то же. Диаметры в таблице — для примера, наличие Дека-С подтвердит в предложении.
Класс, марка и допуск диаметра
Класс задаёт диапазон временного сопротивления, марка проволоки — требования к стабильности свойств. Оба параметра переписывают из чертежа в заказ как есть, без самодеятельной замены.
Б-2 — марка Б, класс 2, и это не марка стали. Повышенная точность обозначается П, а класс 2А по стандарту всегда повышенной точности. Диаметр оценивают вместе с допуском, а не по надписи в прайсе.
Таблица классов и разбор записи — в статье о ГОСТ 9389-75. Источник: ГОСТ 9389-75, пп. 1.1–1.3; табл. 1 и 3; приложение 3.
Что означает холодная навивка
Холодная навивка — это навивка пружины без нагрева проволоки. Для проволоки по ГОСТ 9389-75 холодная навивка и отсутствие закалки после неё прямо записаны в области применения. Это не значит, что материал подходит для любой геометрии навивки без проверки.
Стандарт предусматривает испытания на навивку или изгиб и требования к поверхности. При подготовке производства смотрят диаметр, поверхность, допустимые дефекты и технологию изделия. Как делается волочение, описано в учебнике «Прокатно-прессово-волочильное производство» (Константинов И. Л. и др.), § 4.2.
Если по чертежу пружину после навивки закаливают и отпускают, проволоку берут под эту технологию, например по ГОСТ 14963-78. Область одного стандарта на другой продукт не переносится. Источники: ГОСТ 9389-75, вводная часть, п. 2.5, ГОСТ 14963-78, вводная часть; Константинов и др., § 4.2, с. 337–338.
Термообработка после навивки
Пружины из проволоки по ГОСТ 9389-75 не закаливают. Если технология предусматривает нагрев для стабилизации или снятия остаточных напряжений, режим задаёт документация на пружину.
У проволоки бывают разные виды термообработки: рекристаллизационный отжиг, патентирование, закалка, отпуск. Результат у них разный: смягчающий отжиг изменит свойства холоднотянутого материала, а режим отпуска закалённой стали к пружине из другой проволоки не относится.
Универсальной температуры и выдержки после навивки в ГОСТ 9389-75 нет: их берут из документации на пружину. Источники: ГОСТ 9389-75, вводная часть; Константинов и др., § 4.11, с. 453–460.
Как согласовать количество и упаковку
В заказе должно быть ясно, сколько материала нужно, в каких единицах и как его будут разматывать. Пересчёт длины в массу помогает спланировать закупку, а условия поставки фиксирует предложение.
| Параметр | Что передать Дека-С |
|---|---|
| Количество | Расчётная длина или масса нетто по спецификации |
| Упаковка | Моток или катушка; требования к массе и размотке |
| Документы | Полное обозначение и требования к документу о качестве партии |
В заявке укажите стандарт, диаметр, объём и город поставки. Отрезы и минимальную партию уточняют для выбранной позиции.
Ошибки при выборе
Почти все ошибки одного типа: часть спецификации заменили торговым названием или просто не написали. Полная запись ловит это до поставки.
- Заказать отожжённую проволоку общего назначения вместо пружинной.
- Указать диаметр без класса и марки проволоки.
- Считать Б-2 обозначением конкретной стали.
- Не учесть допуск диаметра и требования к поверхности.
- Применить «универсальный» режим нагрева, которого нет в документации изделия.
- Посчитать количество по массе брутто, а не нетто.
Перед оплатой сверьте чертёж, предложение поставщика и полное обозначение. Если расходятся стандарт или состояние поставки, решает разработчик изделия.
Пример заказа по готовой спецификации
Проволока Б-2-2,2 ГОСТ 9389-75; количество 100 кг нетто; в мотках; документ о качестве по п. 3.1 ГОСТ 9389-75; город поставки: [ваш город].
Разбор: Б — марка проволоки, 2 — класс, 2,2 мм — диаметр, точность нормальная. 100 кг для примера; минимальную партию уточняйте у менеджера Дека-С. Если чертёж задаёт сталь, добавьте её: п. 2.1 разрешает изготовление из заданной стали по требованию потребителя. Источник: ГОСТ 9389-75, п. 2.1, примеры после п. 1.3, п. 3.1, п. 2.7.
Как запросить предложение
Запросить предложение в каталоге проволоки Дека-С. Приложите полное обозначение и количество из спецификации.
См. также: ГОСТ 9389-75 на пружинную проволоку · Из какой стали делают пружинную проволоку.
