空氣彈簧交變工作載荷的原因及解決辦法

1、交變工作載荷外部交變載荷，無論是圓周外載荷還是彎矩，都會(huì)使預(yù)張緊的空氣彈簧產(chǎn)生交變應(yīng)力變化。例如，在普通空氣彈簧結(jié)構(gòu)中，螺柱部分的直徑往往大于空氣彈簧小徑/齒底直徑，這是橫截面的突然變化，造成局部應(yīng)力集中。據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)，空氣彈簧同空氣彈簧部分接頭損壞率為65%，空氣彈簧同空氣彈簧過渡部分占20%，螺栓R頭和氣缸部分占15%。

2、空氣彈簧疲勞極限空氣彈簧的疲勞極限也可以通過實(shí)驗(yàn)得到S-N曲線。當(dāng)空氣彈簧的應(yīng)力幅值小于空氣彈簧的疲勞極限時(shí)，不會(huì)發(fā)生疲勞失效。對(duì)于空氣彈簧疲勞極限，給出了一般應(yīng)力幅計(jì)算公式。確定空氣彈簧的疲勞應(yīng)力極限可為設(shè)計(jì)預(yù)防和疲勞失效分析提供判斷依據(jù)。

3、 空氣彈簧 表面最初的微裂紋有助于疲勞源的形成。 空氣彈簧本身就是一個(gè)表面應(yīng)力復(fù)雜的零件。加工空氣彈簧時(shí)，加工工具模具缺口根部引起的應(yīng)力集中會(huì)使空氣彈簧產(chǎn)品疲勞，降低其強(qiáng)度。熱處理產(chǎn)生的劃痕、折疊、脫碳、微裂紋等表面缺陷會(huì)誘發(fā)空氣彈簧疲勞失效。當(dāng)然，這些更嚴(yán)重的缺陷是不允許的。嚴(yán)格來說空氣彈簧的表面粗糙度也可以看作是微裂紋。再好的質(zhì)量也無法消除空氣彈簧疲勞源。因此，剛才的強(qiáng)度越高，越需要合理的加工，使其具有足夠的表面粗糙度，以充分發(fā)揮高強(qiáng)度鋼的作用，以及滲碳、滲氮、高頻等表面處理強(qiáng)化工藝。淬火、滾壓、噴丸等處理可顯著提高空氣彈簧的疲勞強(qiáng)度。

4、 介質(zhì)環(huán)境對(duì)空氣彈簧連接的疲勞強(qiáng)度也有很大影響。這里主要考慮的是腐蝕性介質(zhì)和溫度對(duì)其的影響。在腐蝕環(huán)境的作用下，材料的疲勞強(qiáng)度顯著降低，材料的疲勞壽命顯著縮短。一方面，疲勞裂紋往往與局部腐蝕坑有關(guān)。另一方面，腐蝕環(huán)境往往會(huì)促進(jìn)新表面的形成，裂紋容易形成和擴(kuò)展。 空氣彈簧緊固件受腐蝕性介質(zhì)的影響，會(huì)引起表面材料的腐蝕變質(zhì)，成為裂紋的來源，在長期應(yīng)力的作用下不可避免地會(huì)發(fā)生疲勞失效。在腐蝕環(huán)境中高強(qiáng)度空氣彈簧，疲勞極限會(huì)降低。除了交變應(yīng)力的影響，空氣彈簧連接本身的工作壽命也是一個(gè)重要因素。防止腐蝕疲勞的主要途徑是提高其疲勞強(qiáng)度。

常用的方法有：采用不銹鋼等耐腐蝕性強(qiáng)的材料。其次，通過氧化、涂層或電鍍、噴涂等方式在空氣彈簧連接件表面增加一層保護(hù)膜，也可以增加空氣彈簧連接件的疲勞極限。溫度也會(huì)影響空氣彈簧 連接的疲勞強(qiáng)度。升高溫度通常會(huì)降低材料的疲勞性能，但會(huì)降低應(yīng)力集中的影響。某些材料的疲勞強(qiáng)度，如碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有自調(diào)節(jié)能力空氣彈簧，可根據(jù)溫度變化改變疲勞極限。因此，應(yīng)廣泛推廣耐熱鋼的空氣彈簧連接。

5、 空氣彈簧空氣彈簧的材質(zhì)和形狀對(duì)疲勞破壞的影響也比較大，堅(jiān)韌的材質(zhì)有助于抵抗疲勞。 空氣彈簧十一的熱處理非常關(guān)鍵。同樣的材料，不同的熱處理制度，疲勞性能也完全不同。