弹簧断裂原因分析PPT2014.3.28
弹簧操作机构常见故障现象原因及预防讲义
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BLK222机构
BLK222机构过储能（未在现场调整过弹簧的机构） 过储满能现象： 1. 合闸拐臂头搭在合闸挚子的滚轴上； 2. 储能弹簧上的红线越过弹簧毂上的红线大概（越过角度的多少视过储能角度），在
如下图位置 如过储能严重的则回造成弹簧断裂。
故障，并更换故障件；
3.检查储能回路并处理完毕后，重新储能，测试开关的分合速度 等参数，如各参数合格并弹簧储能角度未超过最大允许角度， 则该机构可以继续使用；如有测试参数无法调整合格或弹簧储 能角度超过最大允许角度，则需更换机构弹簧或更换整个机构 。
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定电源.以免烧毁线圈； 2.严禁将电源电压不通过辅助接点而直接加在线圈上 ； 3.避免出现机构机械闭锁；如出现则需解锁后再动作开关； 4.试验前检查继电保护的完好性，及回路是否连接紧密等。
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BLK222机构
BLK222机构过储能（未在现场调整过弹簧的机构） 未储能现象： 1.储能指示杆处于未储能位置 2.合闸拐臂未搭在合闸挚子的滚轴上； 3.储能弹簧上的红线与弹簧毂上的红线大概在如下图位置。
3. 机构弹簧完全储满能后再操作开关；
4.分合闸操作时不得手动触发脱扣器(或挚子)。
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BLG1002A机构
BLG1002A机构分合闸线圈烧 毁 现象：线圈有烧毁或过热痕迹 ，严重的线圈将烧焦并引起周 围设备有烧灼痕迹
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《弹簧受力分析》PPT课件
C=D2/d 7~14 5~12 5~10 4~9 4~8 4~6
8FC
d 2
1
0.5 C
88FFCC
dd22
由于0.5/C远小于1，故由F
引起的剪切应力可忽略。
潘存云教授研制
Kτ T
τF τF τ∑
m
若考虑螺旋升角和簧丝曲率 对应力集中的影响，实际应力 分布与理论分析有差别。
其值可直接查表下表可得
潘存云教授研制
新疆大学专用
3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20
压缩弹簧或 无预应力的拉伸弹簧
n=--8-F-Gm-da-xC-3--λmax
Lh为钩环展开长度 λn ---工作变形量
n〉2
作者： 潘存云教授
续表16-4 圆柱螺旋弹簧几何尺寸计算
单位：mm
参数名称及代号
计算公式
压缩弹簧
拉伸弹簧
备注
总圈数n1
节距 p 轴向间距δ 展开长度L
冷卷： n1=n+(2~2.5) YII型热卷： n1=n+(1.5~2)
横向力: F” =Fcosα
轴向力: F’ =Fsinα
潘存云教授研制
B
A
F F”
T’=Tcosα
M=Tsinα αT
α
B
A
A-A
B-B
扭矩： T’=Tcosα
弯矩： M=Tsinα ∵ α =5˚ ~9˚ ∴ sinα≈ 0, cos α≈ 1 故截面B-B上的载荷可近似取为：
T d T’
潘存云教授研制
实践证明：弹簧内侧m点最容 易产生破坏。
新疆大学专用
未考虑簧丝 曲率的应力
卷簧过程中内外应力变化及开裂的原因
卷簧过程中内外应力变化及开裂的原因下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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弹簧疲劳断裂原因
弹簧疲劳断裂原因弹簧是一种常见的机械零件，它广泛应用于各种机械装置及设备中。
但在使用过程中，弹簧很易发生疲劳断裂。
那么，引起弹簧疲劳断裂的主要原因是什么呢？1. 弹簧材质问题弹簧材质的选择十分重要。
如果材质选择不当，很可能会造成弹簧疲劳断裂。
弹簧材质应根据弹簧的使用条件来选择，比如加载、温度、湿度等等。
如果使用环境的温度、湿度等参数超出了弹簧材料所能承受的范围，那么就会导致弹簧变形，甚至疲劳断裂。
2. 加工工艺问题弹簧的加工工艺也很重要。
如果制作工艺不当，就会导致弹簧出现缺陷，比如表面裂纹、内部金属错层等。
这些缺陷都容易使弹簧出现疲劳断裂的情况。
3. 设计问题弹簧设计的合理性也是影响弹簧寿命的重要因素。
在弹簧设计时，应根据所要承受的载荷和使用环境，合理选择弹簧的强度和形状。
如果弹簧设计不合理，就会出现弹簧受力不均、应力集中等问题，从而导致弹簧极易疲劳断裂。
4. 使用环境问题弹簧的使用环境也会影响弹簧的寿命。
比如，弹簧在高温、低温、潮湿、腐蚀等恶劣环境下使用，都容易加剧弹簧的疲劳断裂。
5. 使用方式问题有些弹簧在使用时需要采用特定方式，如果不按照要求使用，也容易引起弹簧疲劳断裂。
比如，一些弹簧在使用时要求垂直放置或在特定的角度内使用，如果使用角度不对，就会让弹簧因载荷分布不均而出现疲劳断裂。
因此，要防止弹簧出现疲劳断裂，就必须从上述方面入手，选用合适的材料、科学严谨的制作工艺和设计要求、规范的使用方式，避免在使用过程中出现杂质、压痕、氢脆等因素，及时减轻弹簧的负载，在到达使用极限时可以进行更新或更换，这样才能使弹簧在使用中更加稳定、可靠。
制冷压缩机自力调节阀弹簧断裂失效分析
这种 断裂特 征与 弹簧 的受力 特点及 材料 种类具 有
密切 关系 。 分析 弹簧 工 作 状 态 下 任 一 横 截 面 的受 力 可 知， 在 压 缩 载 荷 Ｐ 的作 用 下 ， 其 任 一 截 面 主 要 受 扭矩 和横 剪力 Ｐ 的作用 （ 图７ ） ， 两 种 内力 在 弹簧 截 面上均 产生切应 力 。两种 切应力 合成 后在
向， 且 具有 抗 回火 稳定 和抗 松 弛 稳 定 性 。钢 中夹
杂物 较 高 ， 轧 制 较 困难 ， 表 面 易 出疵 病 ， 脱碳倾 向 大， 适 宜在 淬 火 并 中温 回火 状 态 下 使 用 。我 国标
准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ２ ２ ２ — ２ ０ ０ ５中 已把 此钢 号去 除 。
性极限、 疲 劳强 度 、 屈 强 比和淬 透 性 ， 较 低 的 弹性
热处 理状 态存 在 不 足 ， 微 观组 织 中存 在 铁 素体 和 表 面脱碳 现象 的存 在 降低 了弹 簧 的疲 劳 强 度 ， 导 致 了弹簧 发生 过早疲 劳 断裂 。
４ 结 论
模量 ； 热 处 理 时 过 热 和 脱 碳 倾 向小 ， 冲 击 韧 性 较
５ ３ ８
化
工
机
械
最 大剪 应 力
２ ０ １ ３正
中 ｌ
心 ｌ
线 ：
一・ 一－ 一
最 小剪 应 力
图６ 断裂弹簧 的微观 组 织
图８ 弹簧截 面应 力分布规 律
３ 弹 簧 断裂原 因分析 ３ ． １ 压 缩弹簧 的受力 特点 分析 弹簧 的疲 劳 破坏 过 程 往 往是 由裂 纹 的成 核 、 形成、 扩展直 至 发 生 突然 脆 断 几个 过 程 组成 。大
挂架弹簧断裂失效分析
挂架弹簧断裂失效分析挂架弹簧在吊装、运输和悬挂等方面广泛应用，但在实际使用过程中，由于一些因素的影响，挂架弹簧可能会发生断裂失效，给生产和生活带来安全隐患。
本文将从挂架弹簧失效的原因、表现及预防措施等方面进行分析。
首先，挂架弹簧的断裂失效原因主要有以下几个方面：1.疲劳：挂架弹簧在长期使用过程中受到千百次的往复应力作用，很可能发生疲劳断裂。
疲劳是弹簧断裂失效的主要原因之一。
2.过载：挂架弹簧的设计使用载荷与实际使用载荷不符，导致挂架弹簧超载，长期使用后断裂失效。
3.材料问题：挂架弹簧材料不合格，化学成分不符合标准，也可能导致挂架弹簧断裂失效。
其次，挂架弹簧的失效表现主要有以下四个方面：1. 挂架弹簧松动：当挂架弹簧松动后，会导致其加载能力降低，甚至导致其失效。
2. 挂架弹簧形变：因为挂架弹簧的负载特性并不是线性的，所以常常会发现随着负载加大，挂架弹簧的形变程度增加。
当挂架弹簧形变到极限时，会导致断裂失效。
3. 挂架弹簧裂纹：由于疲劳、材料问题等原因，挂架弹簧可能会出现不可见的裂纹，随着使用次数的增加，裂纹逐渐扩大，最终导致断裂失效。
4. 挂架弹簧变形或扭曲：挂架弹簧在使用过程中会经受各种应力作用，例如扭矩、剪切等。
当这些应力超出挂架弹簧的承受极限时，就会导致弹簧变形或扭曲，最终导致断裂失效。
最后，为了预防挂架弹簧的断裂失效，必须要采取以下预防措施：1. 选用合格材料：挂架弹簧制造时必须选用优质材料，必须符合国家标准和用户要求。
厂家必须要对材料进行必要的化学成分分析、热处理、表面处理和物理测试，确保弹簧的物性符合要求。
2. 合理延长使用寿命：为了延长挂架弹簧的使用寿命，必须合理规划使用条件、合理设置载荷以及合理布局、移动以及拆卸过程。
3. 定期检查维修：弹簧在使用中一旦出现变形、松动、裂纹等现象，必须进行及时检修或更换，特别是一些生产现场和高层建筑等高危区域，更需定期检查，确保使用安全。
总之，为了降低挂架弹簧的断裂失效风险，必须对其材料、设计、生产、运输、安装和维护过程加以严格控制，确保其在运用过程中始终保持可靠安全的状态。
小学教育ppt课件教案研究弹簧的原理及其应用
弹簧在反复加载和卸载过程中，其材料会 逐渐产生疲劳损伤，导致弹簧失效。因此 ，在设计弹簧时需要考虑其疲劳强度。
02 弹簧在日常生活中的应用
CHAPTER
家具与家居用品
01
02
03
床垫
弹簧床垫通过弹簧的弹性 支撑，提供舒适的睡眠体 验。
沙发
沙发中的弹簧结构能够增 加坐垫的弹性和舒适度。
门窗
弹簧用于门窗的闭合装置 ，如弹簧铰链和自动闭门 器，方便开关并保持门窗 紧闭。
定期清洁
定期清除弹簧表面的灰尘、油污等杂质，保持其清洁干燥。
防腐处理
对于暴露在外的弹簧，可定期进行防腐处理，如涂防锈油等，以延 长其使用寿命。
检查与更换
定期对弹簧进行检查，发现变形、断裂等异常情况及时更换。
常见故障排查与处理方法
1 2
弹簧变形
可能是由于超负荷使用或长时间受力导致，应更 换新弹簧。
弹簧断裂
01
压力传感器
弹簧可以作为压力传感器的敏感元件，将压力变化转化为位移变化，进
ห้องสมุดไป่ตู้
而被测量和记录。
02
加速度传感器
在加速度传感器中，弹簧可以作为质量块的支撑元件，当加速度变化时
，质量块对弹簧的压缩或拉伸程度发生变化，从而被测量和记录。
03
位移传感器
弹簧可以作为位移传感器的测量元件，将位移变化转化为电信号输出，
机器人技术中的应用
关节驱动
在机器人关节设计中，弹簧可以作为驱动元件， 提供关节运动所需的驱动力和扭矩。
缓冲保护
在机器人运动过程中，弹簧可以起到缓冲保护的 作用，减少机器人受到的冲击和振动。
弹性连接
在机器人结构中，弹簧可以作为弹性连接元件， 连接不同部件，保证结构的稳定性和灵活性。
弹簧断裂原因分析PPT2014.3.28
扬州弹簧有限公司 技术开发部
弹簧断裂原因分析： 1.设计 2.工艺 3.材质 4.使用:安装选配 5.环境 6.其他
国际上通用的定义：“弹簧产品丧失 了其规定功能的现象称为失效”
失效的一般规律：在薄弱的环节或部 位开始萌生裂纹，然后发生扩展，最 后造成弹簧的整体失效。
分析三步走 首先：明确弹簧失效的模式; 其次：找出它发生失效的内部和外部原因:材质是内 因，他是依据，外因只能通过内因而起作用。由于 材料表面和内部都存在这样那样的缺陷，尤其是内 部存在的问题比较隐蔽。而外因（承受载荷，温度， 环境及工作时间等）是失效首先要弄清楚的问题。 接触的介质，环境温度，失效前已安全运行了多长 时间等。 第三：提出各种改进及预防措施，防止同类失效事 故的再发生。
弹簧的失效分析不仅是技术活动，也是重要的 受理活动。因为引起弹簧失效的原因很多， 例如设计思路是否正确和科学； 材质选择是否合理和符合技术条件； 制造工序安排，制造方法和工艺是否合理；安 装选配及维修时间是否妥当； 弹簧的工作温度是否符合技术条件 工作介质是否呈中性，不会发生化学腐蚀； 甚至车间的文明生产程度都可能导致某种损伤
材料是弹簧失效分析的物质基础。实践表明，弹簧发生失效事故 往往与选用的材质好坏密切相关。弹簧有表里，大小之分，形状 也不尽相同，不能认为它的化学成分组织结构均匀与理想。在其 生产过程中，表面及内部可能存在缺陷。如表面可能有刻痕，凹 坑，斑痕，折叠，裂纹和表面脱碳等；内部可能有粗大的金属夹 杂物和不正常的金相组织等；这些缺陷往往是诱发弹簧发生早期 断裂失效的主要根源。因此，应对选用原材料或弹簧失效残骸进 行化学分析，断口分析，金相组织（脱碳层，夹杂物类别及等级） 分析和力学性能分析，其中硬度，强韧性水平和屈强比等指标具 有重要意义。在变载荷工作条件下的弹簧对材料的疲劳强度极限， 在静载荷下长期工作的弹簧或弹性元件对材料的应力松弛性能是 否能满足设计时提出的技术要求。 在目视或低倍的端口分析（特别是应用扫描电镜来观察断口）， 由其断口形貌能大致判断弹簧的失效模式：是脆性断裂，还是塑 性断裂或两者复合；是疲劳失效；或其他复合的失效模式。
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材料是弹簧失效分析的物质基础。实践表明，弹簧发生失效事故 往往与选用的材质好坏密切相关。弹簧有表里，大小之分，形状 也不尽相同，不能认为它的化学成分组织结构均匀与理想。在其 生产过程中，表面及内部可能存在缺陷。如表面可能有刻痕，凹 坑，斑痕，折叠，裂纹和表面脱碳等；内部可能有粗大的金属夹 杂物和不正常的金相组织等；这些缺陷往往是诱发弹簧发生早期 断裂失效的主要根源。因此，应对选用原材料或弹簧失效残骸进 行化学分析，断口分析，金相组织（脱碳层，夹杂物类别及等级） 分析和力学性能分析，其中硬度，强韧性水平和屈强比等指标具 有重要意义。在变载荷工作条件下的弹簧对材料的疲劳强度极限， 在静载荷下长期工作的弹簧或弹性元件对材料的应力松弛性能是 否能满足设计时提出的技术要求。 在目视或低倍的端口分析（特别是应用扫描电镜来观察断口）， 由其断口形貌能大致判断弹簧的失效模式：是脆性断裂，还是塑 性断裂或两者复合；是疲劳失效；或其他复合的失效模式。
弹簧的失效分析不仅是技术活动，也是重要的 受理活动。因为引起弹簧失效的原因很多， 例如设计思路是否正确和科学； 材质选择是否合理和符合技术条件； 制造工序安排，制造方法和工艺是否合理；安 装选配及维修时间是否妥当； 弹簧的工作温度是否符合技术条件 工作介质是否呈中性，不会发生化学腐蚀； 甚至车间的文明生产程度都可能导致某种损伤
弹簧失效的表现形式，大致有三种： 弹性变形或塑性变形 断裂 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ料内部组织及性能发生了变化如应 力松弛等
最常见的失效模式（失效模式的定义：弹簧材料受到外部各种 因素，主要是应力，温度，介质作用下发生了物理或化 学作用后产生了形态与性能的过程，可能出现失效的表 现形式，通过不同的组合方式而构成各种各样的失效模 式）有： 1.塑性变形与塑性断裂失效：弹簧一般是在弹性极限范围 内工作。但是，当外加应力超过上述弹性极限时将产生 不可恢复的塑性变形。此种情况称为屈服失效。屈服失 效的判断是该弹簧是否发生了明显的不可恢复的塑性变 形，即看它和正常弹簧进行比较，是否产生了弯曲或扭 曲等特征。改进措施是适当降低弹簧所承受的应力水平 或提高材料的屈服强度。 2.脆性断裂失效 3.疲劳断裂，腐蚀疲劳断裂失效 4.磨损—断裂失效 5.应力松弛（货松弛变形）失效
扬州弹簧有限公司 技术开发部
弹簧断裂原因分析： 1.设计 2.工艺 3.材质 4.使用:安装选配 5.环境 6.其他
国际上通用的定义：“弹簧产品丧失 了其规定功能的现象称为失效”
失效的一般规律：在薄弱的环节或部 位开始萌生裂纹，然后发生扩展，最 后造成弹簧的整体失效。
分析三步走 首先：明确弹簧失效的模式; 其次：找出它发生失效的内部和外部原因:材质是内 因，他是依据，外因只能通过内因而起作用。由于 材料表面和内部都存在这样那样的缺陷，尤其是内 部存在的问题比较隐蔽。而外因（承受载荷，温度， 环境及工作时间等）是失效首先要弄清楚的问题。 接触的介质，环境温度，失效前已安全运行了多长 时间等。 第三：提出各种改进及预防措施，防止同类失效事 故的再发生。