一, Lima penyebab utama kegagalan pegas
cacat materi
Inklusi non logam (seperti sulfida dan oksida) pada baja pegas dapat membentuk titik konsentrasi tegangan. Misalnya, pegas batang torsi pada mobil tertentu mengalami patah lelah dini karena adanya inklusi kasar dan rapuh pada baja, dan prinsip ini juga berlaku untuk pegas peralatan rumah tangga. Jika kemurnian material tidak mencukupi, retakan mikro akan muncul dan menyebar dari inklusi di bawah tekanan berulang.
Cacat proses produksi
Retakan di bagian tengah, cacat lipatan selama penggulungan, atau cacat permukaan kulit jeruk selama pembentukan panas dapat mengurangi umur kelelahan secara signifikan. Pegas pada kompresor AC tertentu mempunyai umur kelelahan yang lebih pendek karena munculnya kerak oksida pada permukaan akibat suhu pembentukan panas yang tinggi. Selain itu, goresan pada permukaan bagian dalam kabel logam akibat alat pemotong pada saat pembengkokan dingin juga dapat menimbulkan sumber keretakan.
Perlakuan panas yang tidak terkontrol
Retakan quenching adalah modus kegagalan pegas yang umum. Mata air 60Si2MnA dari pabrik tertentu mengalami patahan antar butir setelah pendinginan dalam air karena suhu tungku yang berlebihan dan butiran austenit yang kasar. Perlakuan panas yang tidak tepat juga dapat menyebabkan kelainan struktural, seperti martensit padam kasar dan segregasi karbida, sehingga meningkatkan kerapuhan pegas.
Perawatan permukaan yang tidak tepat
Parameter proses shot peening yang tidak terkendali dapat menyebabkan efek buruk. Pegas impor tertentu menimbulkan retakan mikro di permukaannya karena intensitas peening yang berlebihan, yang pada akhirnya mengakibatkan retakan. Fenomena penggetasan hidrogen selama pelapisan listrik juga sama berbahayanya, karena pegas torsi tertentu retak akibat perembesan hidrogen setelah pelapisan kadmium.
Erosi lingkungan kerja
Lingkungan yang korosif dapat mempercepat perambatan retak lelah. Pegas katup utama turbin uap pada pembangkit listrik tertentu telah membentuk lubang korosi pada lingkungan lembab, sehingga mengakibatkan penurunan umur kelelahan yang signifikan. Lingkungan bersuhu tinggi dapat menyebabkan deformasi mulur, misalnya pegas transformator tegangan tinggi dalam oven microwave perlahan-lahan kehilangan elastisitasnya karena pengoperasian suhu tinggi dalam jangka panjang.
2, Kesalahan umum yang disebabkan oleh kegagalan pegas peralatan rumah tangga
1. Pemanas air gas: Kegagalan katup penghubung gas air
Fenomena kesalahan: Pembakar utama tidak mati dan penyalaan sulit
Mekanisme kegagalan:
Pegas penyetel pada katup penghubung gas air diferensial tekanan telah rusak, menyebabkan sumbat katup tidak dapat kembali ke posisi semula. Misalnya setelah elastisitas pegas melemah atau putus, pada saat katup air dingin ditutup, sumbat katup tetap terbuka, dan gas terus disuplai sehingga menyebabkan kegagalan tidak mematikan mesin.
Perpindahan atau deformasi pegas menyebabkan peningkatan resistensi transmisi. Permukaan batang atas tembaga teroksidasi membentuk ketahanan gesekan. Jika resistansi melebihi tekanan pegas, sumbat katup tidak dapat ditutup.
Kasus perbaikan:
Pemanas air gas merk tertentu mengalami kegagalan fungsi yaitu tidak mematikan mesin, dan pada saat dibongkar diketahui pegas katup penghubung gas air putus. Setelah mengganti pegas, peralatan kembali normal. Dalam kasus lain, oksidasi permukaan batang atas menyebabkan peningkatan ketahanan gesekan, yang diatasi dengan pengamplasan dengan amplas dan pemberian minyak pelumas.
2. Penanak nasi: saklar tekanan rusak
Fenomena kesalahan: Nasi tidak matang atau gosong
Mekanisme kegagalan:
Pegas pada sakelar tekanan bertanggung jawab untuk mengontrol hidup/matinya kontak. Jika kelelahan pegas berubah bentuk dan tekanan kontak tidak mencukupi, hal ini akan menyebabkan:
Resistansi kontak meningkat, menyebabkan pemanasan parah dan bahkan adhesi pengelasan;
Ambang batas tekanan diimbangi, dan jika tekanan di dalam panci tidak mencapai nilai yang ditentukan, aliran listrik akan terputus, menyebabkan nasi menjadi kurang matang;
Kontak tidak dapat dipisahkan, dan pemanasan terus menerus menyebabkan terbakar.
Kasus perbaikan:
Penanak nasi tertentu mengalami kerusakan "nasi kurang matang", dan setelah diperiksa, ditemukan bahwa elastisitas pegas saklar tekanan telah melemah. Setelah menyesuaikan tekanan pegas, kesalahan teratasi. Jika pegas putus maka perlu diganti dengan pegas dengan spesifikasi yang sama.
3. Kompresor AC: pegas peredam kejut rusak
Fenomena kesalahan: Kebisingan abnormal kompresor dan getaran yang meningkat
Mekanisme kegagalan:
Pegas kompresi berbentuk silinder di bagian bawah kompresor memikul beban bolak-balik, dan setelah patah lelah menyebabkan:
Benturan antara kompresor dan casing menghasilkan suara gesekan logam;
Getaran disalurkan ke pipa, menyebabkan kebisingan aliran refrigeran;
Getaran jangka panjang menyebabkan retaknya las pipa dan kebocoran zat pendingin.
Kasus perbaikan:
Setelah 5 tahun beroperasi, sebuah AC tertentu mengeluarkan suara bising yang tidak normal, dan setelah dibongkar ternyata pegas peredam kejut kompresor rusak. Setelah mengganti pegas, kebisingan yang tidak normal hilang dan peralatan berjalan dengan lancar.
4. Oven microwave: kegagalan pegas kunci pintu
Fenomena kesalahan: Pintu tidak dapat dikunci dan terjadi kebocoran radiasi
Mekanisme kegagalan:
Pegas torsi pada mekanisme kunci pintu bertugas memberikan gaya penutupan. Jika pegas gagal:
Pintu tidak dapat ditutup sepenuhnya, sehingga meningkatkan risiko kebocoran gelombang mikro;
Sakelar interlock tidak terpicu, menyebabkan kerusakan pada magnetron karena peralatan dihidupkan secara paksa.
Kasus perbaikan:
Pintu oven microwave tertentu longgar, dan setelah diperiksa, ternyata pegas kunci pintu rusak. Setelah pegas diganti, kunci pintu normal dan deteksi radiasi memenuhi standar.
3, Strategi pencegahan dan pemeliharaan kegagalan pegas
Optimalisasi desain
Pilih baja pegas dengan kemurnian{0}}tinggi, seperti 50CrVA dan 60Si2MnA, untuk mengurangi kandungan inklusi;
Mengadopsi teknologi peleburan vakum dan peleburan kembali terak listrik untuk meningkatkan keseragaman material;
Optimalkan parameter geometri pegas, seperti meningkatkan jumlah putaran efektif dan meningkatkan diameter pitch untuk mengurangi amplitudo tegangan.
Pengendalian Manufaktur
Deteksi secara ketat cacat permukaan selama penggulungan untuk menghindari lipatan dan goresan;
Kontrol suhu pemanasan selama pembentukan panas untuk mencegah panas berlebih atau pendinginan berlebih;
Menggunakan quenching minyak sebagai pengganti quenching air untuk mengurangi risiko quenching retakan.
Peningkatan perlakuan panas
Analisis komposisi gas pemanas secara teratur untuk menghindari fluktuasi suhu tungku;
Tempering tepat waktu setelah pendinginan untuk menghilangkan tegangan sisa;
Gunakan proses pendinginan bertingkat atau pendinginan isotermal untuk mata air besar.
penguatan permukaan
Pilih parameter proses shot peening berdasarkan karakteristik material, seperti menggunakan shot baja 0,2 mm untuk menghilangkan garis gambar;
Lakukan perawatan dehidrogenasi sebelum pelapisan listrik untuk mencegah penggetasan hidrogen;
Terapkan pelapisan Dacromet atau perawatan nitridasi pada pegas yang digunakan di lingkungan korosif.
Penggunaan dan pemeliharaan
Hindari membebani pegas secara berlebihan dan periksa beban kerja secara teratur;
Pertahankan lingkungan kerja yang kering untuk mencegah korosi;
Untuk peralatan-frekuensi tinggi (seperti kompresor AC), ganti pegas peredam kejut setiap 3-5 tahun.