Hållbarhet

En fjäder anses hållbar om den inte tappar kraft vid en given fjädring, förkortas vid en given kraft eller går av så att funktionen störs eller försvinner.

s

För att fjädrar ska vara hållbara får fjädermaterialets spänning inte vara högre än vad materialets hållfasthet tillåter.

När en metallbit utsätts för belastning böjer den sig först elastiskt och om belastningen är tillräckligt stor, också plastiskt. Elastisk fjädring är när materialet efter att belastningen upphört återgår till sin tidigare form/geometri. Vid plastisk fjädring blir metallen permanent deformerad och återgår inte till sin tidigare geometri efter att belastningen upphört. Det är den elastiska delen som i hållbara fjädrar används för att ta upp belastningen. Funktionsspänning och fjädring är en del av Hooks lag som beskriver materialets normalspänning (E-modul) och sjuvspänning (G-modul). E- och G-modulen används för att beskriva metallers elastiska egenskaper. Ett lågt värde innebär mer fjädring än ett högt vid samma spänning. En metall med hög fjäderstyrka kan normalt belastas mer utan att överskrida gränsen där fjädringen börjar bli plastisk vilket då ger en mer elastisk fjädring. Spänningsgränsen när metallen börjar deformeras plastiskt utgör materialets sträckgräns. Den yttersta brottgränsen är den påfrestning som gör att metallen går av.

Ytterligare två egenskaper av intresse är fjädrarnas krypning/relaxering samt materialutmattning. Ett fysiskt fenomen som uppstår med metaller är att en spänning som understiger materialets sträckgräns medför en mycket långsam plastisk deformering. På fackspråk kallas detta krypning och innebär att en fjäder som befinner sig under konstant belastning förkortas och relaxering när en fjäder under konstant belastning tappar kraft. Hur stor krypningen/relaxeringen blir beror på temperaturen, på metallens spänning, sträckgräns och på tiden. Ökad temperatur, spänning och tid medför också ökad krypning/relaxering. I synnerhet temperaturen och spänningen har stor inverkan. Lesjöfors genomför regelbundna relaxerings- och kryptester på olika material och fjädrar och tillhandahåller information och expertis om dessa viktiga egenskaper. Nedanstående diagram visar hur relaxeringen för ett visst material sammanhänger med tid, spänning och temperatur. 

Relaxation

Ett annat fenomen med metaller är att materialet vid pulserande spänning som ligger under sträckgränsen kan gå av på grund av utmattning. Utmattningsproblem i fjädrar börjar med att en mikroskopisk spricka bildas och växer för varje puls. När spänningen i resten av materialet når den yttersta brottgränsen går fjädern av. Risken för utmattning beror bl.a. i stor utsträckning på fjäderns avsedda spänning, pulsens storlek och materialets yttersta brottgräns.

Det bör poängteras att material med samma kemiska egenskaper och hållfasthet kan ha olika utmattningsegenskaper eftersom också andra faktorer spelar in. Dessutom påverkar temperatur och korrosion en fjäders utmattningshållfasthet. När man testar utmattningshållfastheten gör spridningen att man måste använda sig av statistiska metoder för att få fram tillförlitliga resultat och för att beräkna risknivåerna för brott eller säkerhetsfaktorer. Lesjöfors genomför regelbundna utmattningsprov på olika material och fjädertyper och vi tillhandahåller såväl kunskap som information om denna viktiga fjäderegenskap. Nedanstående diagram visar på utmattningshållfastheten vid antal pulseringar och olika spänningsnivåer för ett visst material och temperatur.

Utmattningsprov

Ingen har löst fler fjäderproblem än Lesjöfors
Gå till referenssidan
Kontakta mig
Namn:
e-post:
Telefon:
Text:
Land:

Ditt land:
Skriv texten i bilden nedan:
The CAPTCHA image
The Complete Spring Supplier
© 2018 Lesjöfors AB. All Rights Reserved.