ما هي اختبارات الأداء الميكانيكية الرئيسية المطلوبة للينابيع غير المنتظمة الشكل قبل مغادرة المصنع

اختبار انحراف الحمل: التحقق من الوظائف الأساسية

بالنسبة للزنبرك غير الطبيعي، وهو مكون مرن مخصص، تشكل خصائص انحراف الحمولة الخاصة به المؤشر الأساسي لفحص ما قبل الشحن. على عكس العلاقة الخطية البسيطة للينابيع الحلزونية القياسية، غالبًا ما يكون منحنى الحمل للزنبرك غير الطبيعي معقدًا ومتغيرًا للغاية، مما يعكس هندسته الفريدة ووظيفته المقصودة.

إجراءات وأهداف الاختبار الرئيسية

• الموضع الأولي والتحميل المسبق: يبدأ الاختبار من الموضع الأولي (الحر) للزنبرك أو نقطة التحميل المسبق المحددة التي يحددها التصميم. تعد السجلات الدقيقة للطول الحر أو الزاوية الحرة للزنبرك في هذه الحالة أمرًا بالغ الأهمية.

• قياس الحمل متعدد النقاط: على طول شوط العمل المصمم، يتم تطبيق إزاحة أو زاوية محددة عند ثلاث نقاط حرجة على الأقل. يتم بعد ذلك قياس القوة التفاعلية الناتجة (الحمل) أو العزم التفاعلي (عزم الدوران) الناتج عن الزنبرك بدقة.

• التحقق من اتساق الصلابة: على الرغم من أن المنحنى قد يكون غير خطي، إلا أن نتائج الاختبار يجب أن تتوافق تمامًا مع نطاق التسامح لمعدل الزنبرك (k) أو الصلابة الالتوائية المحددة في رسومات التصميم والمواصفات الفنية. يحدد هذا بشكل مباشر ما إذا كان الزنبرك يوفر الدعم الصحيح أو القوة الدافعة داخل الآلية.

التحدي المهني

الشكل غير القياسي للينابيع الشاذة يجعل تصميم التركيبات أمرًا بالغ الأهمية. يتطلب الاختبار مشابك وأدوات متخصصة مصممة خصيصًا لمحاكاة اتجاه تطبيق الحمل ونقاط الدعم بدقة. وهذا يمنع الانزلاق، أو التحميل الجانبي، أو تركيز الضغط أثناء الاختبار، وبالتالي ضمان صحة بيانات الاختبار وصلاحيتها.

تخفيف التوتر واختبار الزحف: تقييم الموثوقية على المدى الطويل

نوابض غير طبيعية من الفولاذ المقاوم للصدأ ، وخاصة تلك المستخدمة في درجات الحرارة المرتفعة، أو التحميل طويل الأمد، أو التطبيقات عالية الدقة، يجب أن تخضع لاختبارات تخفيف الضغط والزحف لتقييم موثوقيتها على المدى الطويل طوال فترة خدمتها.

اختبار الاسترخاء الإجهاد

• التعريف والغرض: استرخاء الإجهاد هو الظاهرة التي يتناقص فيها الضغط الداخلي للزنبرك، الذي يتم الاحتفاظ به في حالة تشوه مستمر (الإزاحة أو الزاوية)، بمرور الوقت، مما يؤدي إلى إضعاف قوة رد الفعل أو عزم الزنبرك.

• شروط الاختبار: يحاكي الاختبار درجة حرارة التشغيل القصوى الفعلية للزنبرك والحد الأقصى لتشوه العمل. يتم قفل الزنبرك في إزاحة العمل المصممة، ويتم وضع الإعداد بأكمله في غرفة ذات درجة حرارة ثابتة للمراقبة المستمرة.

• تحليل البيانات: يتم تسجيل النسبة المئوية لتدهور قيمة القوة مع مرور الوقت. على سبيل المثال، قد تتطلب النوابض عالية الأداء معدل اضمحلال قوة لا يتجاوز 5% بعد مدة محددة عند درجة حرارة معينة.

اختبار الزحف

• التعريف والغرض: الزحف هو الظاهرة التي يزداد فيها تشوه الزنبرك ببطء مع مرور الوقت أثناء تعرضه لحالة حمل ثابت (قوة أو لحظة).

• الأهمية: على الرغم من أنه أقل شيوعًا في نوابض درجة حرارة الغرفة، إلا أن اختبار الزحف يعد مؤشرًا رئيسيًا للحكم على ثبات المواد والعمليات في المجالات ذات تفاوتات الإزاحة الضيقة للغاية، مثل أجهزة الاستشعار عالية الدقة أو صمامات التحكم في السوائل.

اختبار التعب مدى الحياة: تحديد أداء التحمل

يعد Fatigue Life المؤشر الأكثر أهمية لقياس متانة الزنبرك، خاصة بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب حركة متكررة ومتكررة (مثل مكونات السيارات وآليات التبديل).

منهجية الاختبار والشروط

• محاكاة الدورات الحقيقية: يجب أن يحاكي اختبار التعب التحميل الدوري بين الحد الأدنى للحمل والحد الأقصى للحمل الذي سيختبره الزنبرك في آليته الفعلية.

• تردد ودورات الاختبار: يتم إجراء الاختبار عادةً على آلات اختبار التعب المتخصصة، مع تطبيق تحميل دوري عالي السرعة وعالي التردد حتى فشل الزنبرك (الكسر أو تجاوز حد التشوه البلاستيكي الدائم). وغالباً ما يصل عدد الدورات المطلوبة إلى مئات الآلاف أو حتى الملايين.

• الهدف والمعايير: يجب أن يفي الزنبرك بمستوى الموثوقية المحدد في التصميم. على سبيل المثال، قد يتطلب الأمر البقاء على قيد الحياة لمليون دورة بأقصى حمل مع معدل فشل لا يتجاوز نسبة مئوية معينة.

التحقق من صحة المعالجة السطحية

يرتبط أداء التعب للينابيع المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ارتباطًا جوهريًا بجودة سطح السلك. كما يتحقق اختبار التعب بشكل غير مباشر من فعالية تلميع السطح، ومعالجة التخميل، وعمليات المعالجة الحرارية في تثبيط بدء وانتشار الشقوق الصغيرة السطحية. أي خلل في السطح أو إجهاد متبقي يمكن أن يصبح نقطة الأصل لكسر التعب.

اختبار عزم الدوران وعزم الانحناء: المتطلبات الفريدة للينابيع الشاذة

بالنسبة للينابيع غير الطبيعية التي تشتمل على أذرع الالتواء، أو الأقسام المنحنية، أو هياكل التوصيل المتخصصة، فإن مجرد اختبار القوة المحورية غير كافٍ؛ يجب أيضًا اختبار خصائص عزم الدوران ولحظة الانحناء.

اختبار عزم الدوران

• الهدف: قياس عزم التفاعل الناتج عن نابض الشذوذ الالتوائي أو أجزائه الالتوائية بزوايا محددة.

• الأجهزة: يتم استخدام أجهزة اختبار عزم الدوران عالية الدقة، ومجهزة بتركيبات مخصصة لتثبيت الطرف غير الدوار للزنبرك، وتدوير الطرف الآخر بزيادات زاوية دقيقة للحصول على البيانات.

اختبار لحظة الانحناء

• الهدف: قياس لحظة الانحناء التفاعلية التي تنتجها الأذرع المنحنية أو الأطراف المتصلة لزنبرك غير طبيعي عند إزاحات انحناء محددة.

• الأهمية: يعد هذا أمرًا حيويًا للتطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في زاوية إعادة ضبط الآلية وقوة القفل. تتحقق بيانات اختبار لحظة الانحناء بشكل مباشر من دقة نظرية الشعاع وحسابات عامل تركيز الإجهاد في تصميم الهيكل غير الطبيعي.