SIS - Standardiseringskommissionen i Sverige SVENSK STANDARD SS 2389 Standarden utarbetad av Första giltighetsdag Utgåva Sida SMS, SVERIGES MEKANSTANDARDISERING 1978-02-15 1 1 (22) S1S FASTSTÄLLER OCH UTGER SVENSK STANDARD SAMT SÄLJER NATIONELLA OCH INTERNATIONELLA STANDARDPUSLIKATIONER Fjädrar Cylindriska skruvfjädrar av rund fjäderståltråd Tryckfjädrar. Beräkningar Helical springs made from round wire Compression springs. Calculations SMS reg 31.115 UDK 621 272 Innehåll Orientering.................................................... 2 Giltighet................................................ 2 Referenser................................................ 2 Utförande................................................ 2 Beteckningar, benämningar och enheter............................ 3 Grundformler.............................................. 5 Skjuvmodul, G............................................ 6 Korrektionsfaktor, k........................................ 6 Tillåtna skjuvspänningar, Τ till.................................. 6 Allmänt.................................................. 6 Tillåten sättning i fjädern är bestämmande.......................... 6 Trådens utmattningshållfasthet är bestämmande...................... 6 Bestämmande data för tillåtna spänningar.......................... 7 Diagram och tabeller........................................ 7 Faktor X för beräkning av summa spel, S n.......................... 7 Korrektionsfaktor, k........................................ 8 för kallformade fjädrar av SIS stål 17 74-04,-05 och-06............ 8 för kallformade fjädrar av SIS stål 17 70-03, 20 90-05 och 22 30-05.... 9 för kallformade fjädrar av SIS stål 23 31-06 och 23 43-04............ 9 för varmformade fjädrar av SIS stål 22 30-03, -04 och 22 42-03........ 9 T Faktorer α och β för beräking av tillåten spänningsvariation, V.......... 10 Dimensionsfaktor, K d........................................ 10 Sida Bilaga A Al Kontroll av knäcksäkerhet (Ej standard) Dimensionering.............................. 12 A2 A3 Bilaga B B1 B2 B3 Antal belastningscykler, Uppskattning och beräkning av fjäderdata...................... 13 (Ej standard) Beräkningsexempel............................15 Dimensionering av fjäder då antalet belastningscykler, Dimensionering av fjäder då antalet belastningscykler, > 300 för utförande 1 och > 800 för utförande 2................ 15 Tillåtet antal belastningscykler för standardfjäder.................. 21 Prefixet SS införs som beteckning för svensk standard utgiven 1978-01-01 och senare. Vid revidering av äldre standarder ersätter SS prefixen SEN, SIS och SMS. Den numeriska delen behålls i regel oförändrad. Standard utarbetad av SEK får 7-siffrig numerisk del med siffran 4 före de klassificerande sex siffrorna.
Cylindriska skruvfjädrar av rund fjäderståtråd SVENSK STANDARD SS 2389 Tryckfjädrar. Beräkningar Utgåva 1 Sida 2 Orientering Denna standard ersätter motsvarande del av SMS 888 (reg 31.10). Beräkningsreglerna enligt SMS 888 är helt omarbetade. Terminologi enligt SS 2382 tillämpas i denna standard. Fjädrarnas ändutformning är enligt SS 2386. I denna standard tillämpas sambandet: 1 N/mm 2 = 0,102 kp/mm 2 Bilagorna A och B är ej svensk standard men har tagits med för att ge exempel på dimensionering och beräkning av tryckfjädrar. Bilagorna tillsammans beskriver ett beräkningssystem, för dimensionering av fjädrar, som om beräkningarna följs i given ordning ger de dimensioner som krävs för tillverkning av lämplig fjäder. 1 Giltighet Standarden gäller för kall- och varmformade icke ytbehandlade cylindriska tryckfjädrar med konstant stigning, som används vid temperatur mellan 20 och + 80 C. Vid annan arbetstemperatur samt vid ytbehandlade fjädrar bör tillverkaren rådfrågas. 2 Referenser Som upplysning omnämns i denna standard följande publikationer vilka ej är direkt nödvändiga vid standardens tillämpning: SMS 400 (reg 9.50) Renardserier (i bilagan) SS 2382 (reg 31.101) Fjädrar Cylindriska skruvfjädrar av rund fjäderståltråd Tryckoch dragfjädrar. Terminologi SS 2384 (reg 31.105) Fjädrar Cylindriska skruvfjädrar av rund fjäderståltråd Tryckoch dragfjädrar. Toleranser för fjäderdiametrar, fjäderlängder och fjäderkrafter (även i bilagan) SS 2386 (reg 31.107) Fjädrar Cylindriska skruvfjädrar av rund fjäderståltråd Tryckoch dragfjädrar. Ändutformning SS 2387 (reg 31.113) Fjädrar Cylindriska skruvfjädrar av rund fjäderståltråd Tryckfjädrar. Dimensioner (i bilagan) SIS 14 17 70, Fjäderstål. Stål 17 70 SIS 14 17 74, Fjäderstål. Stål 17 74 (även i bilagan) SIS 14 20 90, Fjäderstål. Stål 20 90 (även i bilagan) SIS 14 22 30, Fjäderstål. Stål 22 30 (även i bilagan) SIS 14 22 42, Stål 22 42. Verktygsstål av fjäderstål, varmarbetsstål SIS 14 23 31, Stål 23 31. Rostfritt stål SIS 14 23 43, Stål 23 43. Rostfritt stål SIS 21 25 50, Varrnvalsad rundtråd av stål (i bilagan) SIS 21 25 62, Dragen rund ståltråd för fjädrar (i bilagan) 3 Utförande Utförande 1: Fjädrar med tråddiameter D t mm som skall förtryckas vid tillverkningen. Fjädrar enligt detta utförande används främst vid brist på utrymme och (eller) när fjädrar med låg vikt är ett krav. Utförande 2: Fjäder som ej skall förtryckas.
Cylindriska skruvfjädrar av Tryckfjädrar. Beräkningar rund fjäderståltråd SVENSK STANDARD SS 2389 Utgåva 1 Sida 3 4 Beteckningar, benämningar och enheter Figur 1. Tryckfjäderdiagram
Tryckfjädrar. Beräkningar Utgåva 1 Sida 4
Tryckfjädrar. Beräkningar Utgåva 1 Sida 5 5 Grundformler
Tryckfjädrar. Beräkningar Utgåva 1 Sida 6 6 Skjuvmodul, G Följande skjuvmoduler skall användas vid beräkning: Fjäderstål: G = 81 500 N/mm 2 Rostfritt stål: G = 72000 N/mm 2 7 Korrektionsfaktor, K I en rund rak tråd som är utsatt för vridning, är skjuvspänningen proportionell mot avståndet från trådens centrum. I en skruvfjäder uppkommer emellertid (vid fjäderns insida) en spänningsstegring vars storlek är beroende av fjäderns formförhållande D m /D t k erhålls även ur diagram 9.2. 8 8.1 Tillåtna Allmänt skjuvspänningar, Tillåten sättning i fjädern eller trådens utmattningshållfasthet bestämmer tillåtna spänningar. Är antalet belastningscykler N c 300 för utförande 1 800 för utförande 2 är sättningen alltid bestämmande. I övriga fall avgörs enligt avsnitt 8.4 om sättningen eller utmattningshållfastheten är bestämmande. Är sättningen avgörande beaktas endast avsnitt 8.2. Är utmattningshållfastheten avgörande beaktas endast avsnitt 8.3. 8.2 Tillåten sättning i fjädern är bestämmande anges för kallformade fjädrar i diagram 9.3 9.5 och för varmformade fjädrar i tabell 9.6. Följande två villkor skall vara uppfyllda: Utförande 1 Utförande 2 8.3 Trådens utmattningshållfasthet är bestämmande Följande villkor skall vara uppfyllt: För utförande 1 är För utförande 2 är
Tryckfjädrar. Beräkningar Utgåva 1 Sida 7 8.4 Bestämmande data för Tillåten sättning i fjäder är bestämmande för tillåtna spänningar om tillåtna spänningar Trådens utmattningshållfasthet är bestämmande om För utförande 1 är 9 9.1 Diagram och tabeller Faktor, för beräkning av summaspel, S n /
Tryckfjädrar. Beräkningar Utgåva 1 Sida 8 9.2 Korrektionsfaktor, K 9.3 för kallformade fjädrar av SlS stål 17 74-04, -05 och -06
Tryckfjädrar. Beräkningar Utgåva 1 Sida 9 9.4 för kallformade fjädrar av SIS stål 17 70-03, 20 90-05 och 22 30-05 9.5 för kallformade fjädrar av SIS stål 23 31-06 och 23 43-04 D t mm 9.6 for varmformade fjädrar av SIS stål 22 30-03, -04 och 22 42-03
Tryckfjädrar. Beräkningar Utgåva 1 Sida 10 9.7 Faktorer α och β för beräkning av tillåten spänningsvariation 1) Avser fjäder tillverkad av slipad valstråd eller stång (för att undvika ytavkolning). 2) Avser fjäder tillverkad av oslipad valstråd eller stång. Ytavkolning max 0,15 mm. 9.8 Dimensionsfaktor, K d 9.9 Livslängdsfaktor,
Tryckfjädrar. Beräkningar Utgåva 1 Sida 11 10 Kontroll av knäcksäkerhet En tryckfjäder skall vanligen kontrolleras så att den är knäcksäker. Knäckrisk föreligger när är större än vad som anges i diagrammet (nedan). Diagramvärden under kurva 2; ingen knäckrisk föreligger. Diagramvärden mellan kurvorna 1 och 2; tryckfjäder skall ha styrda och parallellplanslipade ändar. Diagramvärden över kurva 1; knäckrisk föreligger fjädern bör styras. Diagram för knäcksäkerhetsgränser för tryckfjädrar med ändarna rörliga endast i axiell riktning.