CNS 14829-2004 Helical compression springs for rolling stocks《轨道车辆用压缩螺旋弹簧》.pdf
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1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 45.060 E106314829經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 93 年 7 月 6 日 年月日 (共 15 頁 )軌道車輛用壓縮螺旋彈簧 Helical compression springs for rolling stocks 1. 適用範圍:本標準適用於軌道車輛之懸吊、緩衝或牽引等裝置用之熱捲或冷捲壓縮螺旋彈簧,以下簡稱為彈簧。 1.1 種類:彈簧分為 1、 2 及 3 三類。 1.2 彈簧之圖面:彈簧之圖面應指明下列事項。 (1) 金屬性質及供應商之文件號碼。
2、 (2) 鋼棒或鋼線之表面狀況。 (3) 彈簧種類。 (4) 彈簧之特性 (尤其是有關負載撓曲之要求 )。 (5) 圖面係引用本標準。 2. 性質 2.1 材料:製造彈簧之鋼棒應符合 ISO683 14可熱處理鋼、合 金鋼及易切削鋼淬火及回火彈簧用熱軋鋼所規定之化學、物理、機械及幾何等性質。 無論鋼棒之剖面形狀 、尺度及表面狀況 (軋延或車削 )如何,均應使彈簧成品之性質符合規定。 供應商應依圖面之要求,保證鋼材之性質。 2.2 彈簧 2.2.1 物理性質 2.2.1.1 外觀:彈簧表面不應出現任何裂痕、缺料或任何不利於使用之瑕疵。 經磁粉探傷檢驗後,彈簧不得有因電流通過而產生之電弧燒痕或點狀
3、疤痕。 楔形端應小心去除毛邊,不得出現銳邊,且應予適當之圓弧化加工,以避免操作時導致意外傷害。去除毛邊時不可造成彈簧之損害。 2.2.1.2 完整性:彈簧各處應完整。 彈簧於最後珠擊處理後,於磁粉探傷檢驗(或染色探傷檢驗)之結果,不得出現粉末或染料聚集形成之直線或彎曲線。 2.2.1.3 防蝕保護:保護塗層均應符合第 3.2.5 節之規定。 2.2.2 幾何特性:彈簧線圈 (以下簡稱線圈 )之形狀、尺度及方向應與圖面一致。若圖中未指明,則線圈之旋向應為右旋。 圖中若無規定,則在彈簧底圈 定型後,尾圈末端之厚度不應大於鋼線或鋼棒標稱直徑之 0.25。 在受壓 (特別是負載撓曲試驗 )狀態下,每個
4、線圈與下一圈之接觸長度應為 2 CNS 14829, E 1063 線圈平均直徑三分之一以上,以避免可能因局部接觸以致傷害彈簧表面。 彈簧底圈應垂直於與線圈外表 面相同圓心之虛擬圓柱之軸,且其許可差應符合圖面要求。 當圖中未規定許可差時,應採用表 1 所示之許可差。 表 1 尺度與許可差 尺度 許可差 剖面 依買方之國家標準之規定 彈簧在 0.1P 負載下之高度 (1) 2.5%(2) 內徑 1.5% 外徑 1.5% 2%,彈簧高度 150mm 時 底圈對軸之垂直度 1%,彈簧高度 150mm 時 底圈相對於另一底圈之平行度 3% 註 (1) P 值依圖面之負載撓度特性曲線而定,高度係彈簧依第
5、 4.2.2.4.3 節所述之壓縮下量得。 (2) 當圖面有規定彈簧在負載狀態下之高度許可差時,則上述之無負載高度許可差不適用。 2.2.3 機械性質:本節所述之機械性 質係指移交或運送狀態之彈簧而言,亦即在完成珠擊處理或保護塗層後;或已通過短期間彈性試驗 (如第 4.2.2.4.3 節所述 )後,但在完成第 5.1 節規定之保護塗層前。 2.2.3.1 由珠擊處理所得之殘留壓應力:由珠擊處理所得之殘留壓應力如第 1類彈簧之圖面要求。若無相關資料時,則進行珠擊處理應符合附錄 A之要求。 2.2.3.2 硬度:彈簧之硬度應符合圖面之規定。 2.2.3.3 彈性試驗 (短期間或長期間 ): 彈簧應
6、能承受依第 4.2.2.4.3 節或第 4.2.2.4.4 節規定之兩次連續壓縮而不發生裂痕,其執行則依圖面指定之短期間或長期間彈性試驗。 在 0.1P 負載下第一次壓縮後所測得之彈簧高度與在相同負載之第二次壓縮後所測得之彈簧高度應相等, P 值依圖面之負載撓度特性曲線而定。 在彈性試驗後彈簧之無負載高度應符合圖面所規定之許可差,如未規定則依第 2.2.2 節所規定之許可差範圍內。 2.2.3.4 負載撓度特性:該特性 應與圖面相符合。惟當圖面未提供該特性時,其負載撓度特性應如下述: (1) 第一種情況 彈簧在負載 P 下之高度許可差未在圖面註明: (L0.1P LP)/ 0.9P 之比值定義
7、為彈簧在每單位負載下之撓度。其中 3 CNS 14829, E 1063 L0.1P及 LP分別為兩個不同負載 (0.1P 及 P)下之量測高度,且此高度之許可差應在理論變形之 8%範圍內。 (2) 第二種情況 彈簧在負載 P 下之高度許可差已在圖面註明: 2(L0.4P L0.9P) / P 之比值或在懸吊彈簧之情況下之比值 2(L0.9PL1.4P)定義為彈簧 在每單位負載下之撓度。其中 L0.4P, L0.9P及 L1.4P分別為三個不同負載 (0.4P、 0.9P 及 1.4P)下之量測高度,且此高度之許可差應在理論變形之 5%範圍內。 2.2.3.5 耐久性:彈簧應能承受一系列依圖面
8、所示振幅、次數及頻率之變形而不發生裂痕,隨後應符合短期間耐久彈性試驗 (見第 2.2.3.3 節及第4.2.2.4.3 節 )及負載撓度試驗 (見第 2.2.3.4 節及第 4.2.2.4.5 節 )。 2.2.3.6 側向撓曲 (或弓形彎曲 ):當訂單有指定時,應使用買方所認可之裝置來檢驗側向撓曲。 2.2.3.7 標示:除非訂單或其附件另有指定,標稱線徑 10mm 以上之每條彈簧應儘可能使用鈍邊打印 (3),並以熱打印方式予以標示於任一尾圈之末端。應依圖面之指定標示,且在任何情況下均應標示下列各項: (1) 製造商之商標。 (2) 製造年份最後二位數字。 舉例: XY 72。 除非買方另有
9、規定,標稱線徑小於 10mm 之彈簧不需任何標示。 註 (3) 特定應力下之第一類彈簧,可指定使用環狀標示。 3. 製造:彈簧應由買方所認可之工廠製造。 3.1 材料:製造彈簧之鋼棒應符合 ISO 683 14 之規定。 製造第一類彈簧 (如有指定亦得應用於第二類彈簧 )之圓鋼棒應小心研磨或車削,可採用無心研磨或使用買方所認可之其他工具及方法,以確保較佳之表面精度。表面精度在品質上應符合買方提供製造廠商之樣品或符合圖面所指定之表面粗糙度。 3.2 彈簧 3.2.1 成形:彈簧之製造應符合下列規定: (1) 當線圈末端需要逐漸變楔形時,可依製造商之選擇採用熱鋸或冷鋸之方法加以製造。可採用氧乙炔截
10、割予以修整,但交貨時彈簧不可留有製程所產生之痕跡。 (2) 彈簧應採用熱捲成型或冷捲成型。彈簧末圈之螺距,至少靠近尾端四分之三部分應等於鋼線標稱直徑或標稱厚度,以便在繞圈後產生均一之底圈。 (3) 每一彈簧末端之繞圈方式應符合第 2.2.2 節之規定。 (4) 原則上,繞圈之後,彈簧應在靜止空氣中或在控制冷卻條件下緩慢冷卻。 (5) 若彈簧所用鋼線之線徑為 16mm 以下,可在買方同意下採用冷繞法,然後彈簧應淬火硬化處理後再回火。 4 CNS 14829, E 1063 3.2.2 熱處理:彈簧應經熱處理,其 中包括依使用之鋼料施以水或油之淬火,並在回火後於靜止空氣中緩慢冷卻。 第 1 類彈簧
11、 (若圖面有要求,亦適用於其他彈簧 )應在熱捲成形且完全冷卻後,方可進行熱處理。 為確保最佳之熱處理,建議淬 火及回火之溫度應事先依鋼料之化學成分決定,其實際溫度應在該值之 10C 範圍內。 進行熱處理時應避免彈簧變形 及形成對彈簧功能不利之鱗皮,以確保整批彈簧特性之均一性。 熱處理之溫度應由校正過之高溫紀錄儀控制之。 3.2.3 珠擊處理:珠擊處理應依圖面 指定之條件進行,所用噴珠不得有銳邊。若無相關資料,珠擊處理應儘可能均勻一致,並應依附錄 A 之要求加以進行。 3.2.4 局部修理:嚴禁任何修理,否則將導致整批產品被拒收。 3.2.5 防蝕保護:為避免腐蝕而採用之保護塗層應符合圖面或其參
12、考文件 (ISO 標準或買方國家標準 )之規定。 當防蝕保護包含電解處理時,則應隨後進行去氫處理。 4. 檢驗:製造彈簧之材料及其成品應接受買方代表之檢驗,以驗證材料品質及其成品特性。 4.1 製程檢驗:買方代表被允許進 行所有必要之檢驗,以符合訂單或其附件 (尤其是圖面或材料及彈簧之製造規定 )所指定之條件。 製造商應提供熱處理溫度控制圖以便查驗熱處理爐之操作溫度,若有要求時,亦應依第 4.2.2.4.1 節之規定,以查驗珠擊處理之有效性及均一性。 4.2 特性檢驗 4.2.1 材料:用於 製造彈簧之材料在生產前均應通過檢驗,並符合 ISO 683 14之規定。 4.2.2 彈簧:彈簧成品之
13、特性檢驗應符合下列規定。 4.2.2.1 送驗 4.2.2.1.1 送驗時彈簧之狀況:訂單中規定須作防蝕保護之彈簧 於被覆前後均應送驗。 4.2.2.1.2 分批作業:彈簧應分批送驗,每一批次之彈簧均應來 自同一製造商,使用相同爐次所生產之鋼料,且經相同熱處理 程序所製造。 4.2.2.1.3 送驗之通知:應以書面將送驗日期通知買方,該通知 係由製造廠授權代表簽署。該通知應指出相關標示及每一批次 彈簧之數量,以及訂單所參考之文件。 送驗時,製造商應將一份證明書送交買方代表,其中應包含製造條件已符合規定及製造商自行負責之檢驗結果。 4.2.2.2 檢查及試驗之種類及數量:送驗後,每一批彈簧均應依
14、圖面所指定之彈簧種類進行試驗。各項試驗所要求之性質及數量如表 2 所示。 5 CNS 14829, E 1063 表 2 彈簧種類 各批次所要求之彈簧數量 10 51 151 301 501 801 1301 20011 2 3 至 至 至 至 至 至 至 至 檢查及試驗之性質 50 150 300 500 800 1300 2000 3000珠擊處理之有效性 由買方依製造商之珠擊處理條件來決定。 硬度 (5) 5 6%或更多,依買方代表之要求而定。 短期間彈性 (5) 5 8 12 17 23 30 38 47 長期間彈性 3 4 6 9 12 15 19 24 負載撓曲試驗 3 4 5 7
15、 9 11 14 17 耐久性 (7) 側向撓曲或弓形彎曲 全部 裂痕試驗 (4)(5)(6)(磁粉探傷檢驗 ) 3 4 5 7 9 11 14 17 外觀及尺度 依買方代表之要求而定。 註 (4) 若圖面有要求,應對所有已通過其他指定試驗項目之彈簧進行第二次磁粉探傷檢驗 (或染色探傷檢驗 )。 (5) 在送驗前,各批次之彈簧應由製造商負責完成短期間彈性試驗,以及若另有指定之硬度試驗與磁粉探傷檢驗。 (6) 圖面若有特別要求,磁粉探傷檢驗可以染色探傷檢驗取代。 (7) 本項試驗僅在圖面有要求時進行,並作為新型彈簧或新製造方法之允收試驗。本項試驗特別是應用於冷捲式彈簧。 4.2.2.3 試件之抽
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