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HJB3×××-2010（V1.0） 和諧型機車 螺旋懸掛彈簧技術規(guī)范 （暫行） Technical Specification，cylindrical helical Spring of HX locomotives (provisional) （征求意見稿） 2010年1月 前 言 為了提高和諧型大功率交流傳動機車關鍵部件的質量和可靠性，明確相關部件的最低技術要求，保證相關部件滿足和諧型機車的運用，特編寫機車關鍵部件之一螺旋懸掛彈簧的技術規(guī)范。 本技術規(guī)范生效后，即成為相關部件上車的必要條件。 本技術規(guī)范總體上不低于歐洲標準EN 13298：2003（懸掛元件—鋼制螺旋懸掛彈簧）、EN 10089：2002（用于淬火、回火彈簧的熱軋鋼供貨技術條件）以及外方提供和諧型機車技術規(guī)范的要求，能反映我國目前所能達到的最高技術水平。 本規(guī)范主要起草單位： 鐵道部機車聯(lián)辦 主要起草人： 本規(guī)范于XXXX年XX月發(fā)布，于XXXX年XX月實施。 目 次 1 范圍 ………………………………………………………………………………………3 2 規(guī)范性引用文件 …………………………………………………………………………3 3 產品分類 …………………………………………………………………………………3 4 運用要求 …………………………………………………………………………………4 5 產品技術要求 ……………………………………………………………………………4 6 制造要求 …………………………………………………………………………………7 7 試驗方法 …………………………………………………………………………………8 8 檢驗規(guī)則 ………………………………………………………………………………13 9 質量保證與RAMS ……………………………………………………………………15 10 制造廠家生產資質及能力………………………………………………………………16 11 資料、標志、包裝、儲存與運輸………………………………………………………17 12 附件清單…………………………………………………………………………………18 附錄A （規(guī)范性附錄）……………………………………………………………………19 附錄B （規(guī)范性附錄）……………………………………………………………………24 附錄C （規(guī)范性附錄）……………………………………………………………………28 附錄D （規(guī)范性附錄）……………………………………………………………………29 和諧型機車 螺旋懸掛彈簧技術規(guī)范（暫行） 1 范 圍 本技術規(guī)范規(guī)定了和諧型大功率交流傳動機車螺旋懸掛彈簧的產品分類、運用要求、技術性能要求、材料選用、制造工藝要求、檢驗試驗方法、質量保證、制造商資質、標志包裝等內容。 本規(guī)范適用于和諧型大功率交流傳動機車懸掛裝置鋼制螺旋彈簧。 2 規(guī)范性引用文件 下列文件中的條款通過本規(guī)范的引用而成為規(guī)范的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包含勘誤的內容）或修訂版均不適用于本規(guī)范。然而，鼓勵根據(jù)本規(guī)范達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本規(guī)范。 · DIN 2077：熱軋彈簧圓鋼，尺寸，尺寸和形狀允許偏差 · DIN EN 13906-1：由圓鋼絲或棒材制成的圓柱螺旋壓縮彈簧，計算與設計 · DIN 2096：由圓鋼絲或棒材制成的圓柱螺旋壓縮彈簧，熱卷壓縮彈簧的質量要求 · EN 10089：需淬火、回火的熱軋彈簧鋼，供貨技術條件 · EN 13298：懸掛元件——鋼制螺旋懸掛彈簧 · TB/T 1025：機車車輛用熱卷螺旋壓縮彈簧供貨技術條件 · GB/T 1222：彈簧鋼 3 產品分類 本規(guī)范所包含的螺旋彈簧分為兩類（見表1）。彈簧類別應在技術要求中說明。 表1 彈簧分類 類別 A類 B類 定義 規(guī)定軸向和橫向剛度 （或）彎曲 只規(guī)定軸向剛度 4 運用要求 彈簧要能滿足以下使用要求： 4.1 環(huán)境溫度-40℃～+60℃（短時80℃），空氣相對濕度0～99%。 4.2 能夠在有鹽、雨、雪、冰、冰雹、灰塵、碎石、工業(yè)廢氣（特別是臭氧）、植物種子纖維的環(huán)境下正常工作。 5 產品技術要求 5.1 材料要求 本規(guī)范中制造彈簧用材料的牌號、化學成分、力學性能等應符合EN 10089或GB/T1222的規(guī)定以及以下的要求。尺寸要求按DIN 2077。 5.1.1材料牌號及性能要求 表2 常用材料牌號及機械性能 序號 材料直徑適用范圍mm 材料牌號 Rp0.2 Mpa 最小 Rm Mpa A % 最小 Z % 最小 沖擊韌性 在20℃時 KU J 最小 1 d ≤ 24 61SiCr7 1400 1550～1850 5.5 20 8 2 24 ≤ d ≤ 60 52SiCrNi5 1300 1450～1750 6 35 10 3 24≤ d ≤ 70 52CrMoV4 1300 1450～1750 6 35 10 4 d ≤ 40 51CrV4 1200 1350～1650 6 30 10 5 d < 40 46SiCrMo6 1400 1550～1850 6 35 10 6 d ≥ 40 50SiCrMo6 1420 1650～1950 6 30 5 7 20 ≤ d ≤ 80 60Si2CrVA 1650 ≥1860 6 20 5.1.2材料特殊要求 a）用來制造彈簧的棒料應剝皮、磨光，表面粗糙度Ra≤2.0μm，外徑公差見表3。 表3 磨光料外徑公差 mm 序號 材料直徑 公差 1 8 ≤ d ≤ 10 ± 0.05 2 10 < d ≤ 20 ± 0.08 3 20 < d ≤ 30 ± 0.10 4 30 < d ≤ 40 ± 0.12 5 40 < d ≤ ... ± 0.15 b）棒料表面不得有裂紋、鱗皮、劃痕、凹坑、銹蝕、螺旋紋等表面缺陷。 c）非金屬夾雜物應按EN 13298附錄D中方法之一或按GB/T 10561來檢查，所選擇的方法應得到用戶同意。 d）奧氏體晶粒度必須大于或等于7。 e）須對棒料按EN 13298第6.3.2節(jié)與第7.6.5節(jié)或GB/T 4162進行100%超聲波探傷檢查，任何底面回波的衰減不大于50%。 5.2 彈簧產品要求 5.2.1表面質量 彈簧表面不允許存在刻痕、凹坑、重皮、裂紋和壓痕等任何缺陷。彈簧表面必須按附錄C通過磁粉探傷檢查，檢查后必須要及時退磁，彈簧表面任何一點的殘余磁場應不超過0.3 kA/m。 5.2.2 表面防護 對彈簧必須采取能滿足技術要求的防腐措施，如需方沒有另行規(guī)定，一般采用烤環(huán)氧底漆和烤丙烯酸聚氨脂面漆，漆層總厚度≥80μm，附著力達到1級。涂層顏色和光澤度要求必須在技術規(guī)范書中說明。 防腐保護可采用兩層漆或表面處理后浸漆加上用噴槍噴面漆及其它需方認可的方法，具體采取何種方法由供需雙方協(xié)商確定。 5.2.3 端部形式 彈簧的端部并緊和磨平，磨平范圍不少于3/4圈，兩支承圈末端經磨平后，其厚度應在3mm～0.25d之間，每一彈簧端部的棱邊必須倒不小于R2.5 mm的圓角。在靜載荷Fv（測試彈簧軸向剛度時的較高的試驗力）狀態(tài)下，彈簧支承圈與相鄰有效圈接觸線長度一般至少應為中徑的0.33倍，但對有效圈小于5圈的彈簧，接觸線長度可由供需雙方商定，但不小于20mm，以防局部接觸而損傷其表面。 5.2.4 幾何特征 彈簧的形狀、尺寸及卷制方向應符合圖樣的要求。如圖樣未作規(guī)定，通常情況下，旋繞方向應是右旋。如果有多根彈簧套在一起使用時，由外層到內層其旋繞方向由右旋改為左旋，并詳細說明其旋向。 彈簧基準面應垂直于彈簧的軸線，其公差值按圖樣規(guī)定。 為了獲得滿意的彈簧特性，彈簧壓縮總撓度的85%時，除了支承部位外，彈簧各圈都不應接觸。 如圖樣未注明尺寸及形位公差，則應采用表4的公差值。 表4 尺寸及形位公差 mm 項 目 公 差 自由高度（Lo） 若自由高度不作為基準高度，則自由高度僅作為一般性的標注，這種情況不標注公差。 內徑（Di） ±1.5%Di 外徑（De） ±1.5%De 彈簧兩支承面對彈簧軸線的垂直度 自由高度Lo≤150mm的彈簧，垂直度≤1.5% Lo； 自由高度Lo＞150mm的彈簧，垂直度≤1%Lo。 負荷FA（整備狀態(tài)下靜載荷）條件下的高度LA（基準高度） ±1%LA；或直接規(guī)定一系彈簧公差為±2mm；二系彈簧公差為±4mm。 5.2.5 力學性能 力學性能應在彈簧或試樣上測得，試樣應取自于制造彈簧的的棒料，并且經過與彈簧工藝完全相同的熱處理。 5.2.5.1 表面壓應力 彈簧表面應預加壓應力，噴丸能增加彈簧的抗疲勞性能。噴丸按附錄B檢驗噴丸處理效果，必須滿足以下要求：噴丸強度用A型ALMEN試片表示，其弧高應在0.4～0.6mm之間；噴丸覆蓋率≥100%。 5.2.5.2 硬度與脫碳 a）除非另有規(guī)定，表面硬度值應在45HRC～50HRC之間，心部硬度值與表面硬度值相差不得超過3 HRC。 b）不允許彈簧的全脫碳。半脫碳與鋼絲直徑有關，成品彈簧的半脫碳層深度可為直徑的1%，但不得大于0.15 mm。 5.2.5.3 軸向剛度 除了在技術規(guī)范中已說明不同的公差外，軸向靜剛度公差必須在±5%范圍內。對有效圈n較少（小于5圈）的彈簧的軸向靜剛度公差可適當增加，由有效圈確定公差的方法通常用下列公式計算： % 允許用軸向柔度代替軸向剛度，柔度是剛度的倒數(shù)。 5.2.5.4 橫向剛度 只有A類彈簧才要求橫向剛度。 除非技術規(guī)范中已規(guī)定了其它公差，橫向靜剛度的公差必須在規(guī)定值的±15%范圍內，對有效圈較少（小于5圈）的彈簧的公差可由供需雙方協(xié)商確定?？梢砸?guī)定用橫向靜柔度來代替橫向靜剛度，柔度是剛度的倒數(shù)。 5.2.5.5橫向自由變形或彎曲 自由變形的值和方向取決于所加的軸向力，它表現(xiàn)出與橫向剛度值相似的特性。承受靜態(tài)軸向力FCO（FCO通常等于空載靜載荷FA）的彈簧彎曲方向必須在該彈簧上作出永久性的明顯的標志。當彈簧受到靜態(tài)軸向力FCO時，彎曲力ФC 的值應限制在技術規(guī)范所規(guī)定的范圍內。彈簧下端在FCO作用下發(fā)生偏移，在其移動方向上測量的與固定的彈簧上端之間的距離即為最大橫向變形量，最大橫向變形量不能超過需方技術要求所規(guī)定的范圍。 5.2.5.6蠕變試驗 根據(jù)EN 13298第7.2.3節(jié)進行蠕變試驗。 除非另有規(guī)定，力FB（最大作用力）作用96小時后的蠕變不得超過LB（FB作用下高度）的1%。各圈間的間隙應限制在規(guī)定的范圍內。 5.2.5.7 耐久性 彈簧應能承受運行中的靜態(tài)力和動態(tài)力，彈簧壽命受斷裂或蠕變限制。彈簧的耐久性可以通過疲勞試驗確定，疲勞試驗的載荷包括模擬運行中出現(xiàn)的靜態(tài)載荷和動載荷。若需要進行疲勞試驗，試驗載荷、加載程序和驗收的標準應在技術規(guī)范中加以詳細說明。軸向疲勞試驗次數(shù)應不低于2×106次。 6 制造要求 彈簧應由需方認可的生產企業(yè)按本技術規(guī)范制造。 6.1 材料 制造彈簧用的棒材應經彈簧制造廠按技術要求對化學成分、機械性能、幾何尺寸、表面質量復檢合格后方可使用。 6.2 彈簧制造工藝要求 6.2.1端部成型與彈簧標記 彈簧端圈支承部分采用制扁或冷鋸，長度約3/4圈。端部表面不得有凸臺及波紋不平。端圈支承部分應清除毛刺，不得出現(xiàn)銳棱、傾斜等缺陷。 當棒料直徑大于或等于16mm時，在每根彈簧支承圈離端頭180°～270°處的外側面，用鈍邊鋼印打上清晰可見的制造商代號和制造年月。如果這些標記不能很好地區(qū)別彈簧，允許按生產批次附加標記，標記不能在有效圈之間突出。 6.2.2 成形和熱處理 彈簧制造商可自行選擇成形和熱處理的方法，但不允許采用卷繞后再開檔的成形方式。在卷繞后奧氏體化溫度足夠的情況下，應優(yōu)先選擇卷繞后直接淬火。 彈簧在成形后，均勻地進行淬火回火。在淬火時應保證彈簧淬火前溫度的穩(wěn)定，溫度公差控制在±10℃，并應保證淬火液溫度的均勻與穩(wěn)定。 6.2.3 強壓處理 為消除殘余應力和穩(wěn)定彈簧尺寸，在噴丸前必須對彈簧連續(xù)強壓處理至少三次，必要時須采取熱強壓處理。 6.2.4 端面磨平 彈簧支承表面應磨平，磨平范圍不少于3/4圈。兩支承圈末端經磨平后，其厚度應在3mm～0.25d之間。必須保證彈簧的兩端垂直度、平面度要求，平面度≤0.5mm，兩端內、外徑銳邊倒角R≥2.5mm。 6.2.5 磁粉探傷 必須按附錄D對彈簧分別進行端部和內外表面的探傷，不允許有諸如分層、凹槽、加工刀痕、裂紋、發(fā)紋等任何缺陷，并要作好退磁處理。 6.2.6 噴丸處理 彈簧必須按本規(guī)范第5.2.5.1節(jié)的要求進行噴丸強化處理。 6.2.7 表面防護 根據(jù)圖樣及技術要求在噴丸后及時涂防護層。必須滿足漆層厚度、附著力、光澤度等要求。 6.2.8 標記帶（牌）標識 在每個彈簧的標記帶（牌）上根據(jù)需要必須印上諸如試驗負荷下彈簧高度、橫向力或最大橫向自由偏移量、公差組、彈簧組編號等內容。 標記帶（牌）必須牢靠地固定在彈簧圓周上產生最大橫向變形的確切位置上，以表示橫向自由偏移的方向。 7 試驗方法 7.1 試驗條件 a）試驗應在規(guī)定溫度下進行。除非另有規(guī)定，試驗的環(huán)境溫度為20±10℃。 b）試驗裝置要尺寸合適、精度滿足要求，試驗裝置須定期檢定。 c）試驗應在規(guī)定的參數(shù)下進行，除非另有規(guī)定，各參數(shù)的適用公差為： 負荷：規(guī)定試驗值的±1%； 位移：規(guī)定試驗值的±1%； 頻率：規(guī)定試驗頻率的±10%； 速度：規(guī)定試驗速度的±10%。 7.2 試樣 試驗及檢測用的試樣必須是原材料、彈簧或試棒，試棒應取自于制造彈簧的的棒料并且經過與彈簧工藝完全相同的熱處理。 7.3 產品試驗方法 7.3.1 概要 使用的試驗裝置精度必須達到0.5級。 在測量高度Lj時對應的靜態(tài)軸向力Fj應保持不變且在名義值的1%公差范圍內。試驗前，彈簧應壓縮到壓并高度。若不允許壓到壓并高度，則應壓縮到可達到的最小高度。 試驗中，上下支承面應平整、平行，不能轉動且保持同軸。 7.3.2 軸向剛度試驗 試驗方法應根據(jù)要求而定。 a） 剛度值 剛度值是根據(jù)負荷差及相應的高度差獲得，當負荷從Fu逐漸增加到Fv，對應的彈簧高度從Lu變到Lv。 b） 通過負荷變形量和公差帶曲線求軸向剛度。 剛度值是通過逐步增加負荷Fu到Fv，并記下對應的彈簧高度得到的。整個紀錄過程中每次負荷的增量應足夠小或用電子裝置連續(xù)紀錄。 注：Fu—測試彈簧剛度ks（或柔度）的較低的試驗力； Fv—測試彈簧剛度ks（或柔度）的較高的試驗力。 7.3.3 蠕變試驗 彈簧在公差為±1%的軸向力FB作用下，為判定其蠕變量，試驗必須延續(xù)直到高度的變化達到穩(wěn)定時。當彈簧在后24h內其高度的減少量小于前24h減少量的1/10時，可認為試驗結束。 試驗前測得FB作用下的彈簧高度LB，則記下的變形量是時間的函數(shù)，蠕變曲線見圖1。蠕變量就是試驗前后彈簧的高度差。 彈簧在不變的軸向力Fj作用下，一般經96h后，其高度達到穩(wěn)定。 上述全部試驗可應用于產品的鑒定。 圖1 蠕變曲線示例 注：FB—最大作用力。 7.3.4 橫向剛度試驗 任何性能試驗和試驗儀器都應在技術要求中說明。 為能最好地模擬彈簧安裝在懸掛系統(tǒng)中的狀態(tài)，建議： — 上下支承板應保持平行，且不能旋轉； — 上下支承板配備有指定直徑和高度的定心裝置； — 允許其中一個支承板在x-y平面內自由移動（一般是下支承板可以移動）。 可以采用圖2所示的試驗裝置。 圖2 試驗裝置示意圖 試驗期間，彈簧上下支承板應保持平行，作用在彈簧上的軸向力Fj保持常數(shù)，在±1%的公差范圍內。 試驗方法如下： — 給彈簧作用靜態(tài)軸向力Fj； — 彈簧支承板向彈簧彎曲方向偏移； 當橫向力為QA1時，偏移量從0到rA1； 當橫向力為QB1時，偏移量從rA1到rB1； — 回復到平衡位置； — 彈簧支承板向彈簧彎曲相反的方向偏移； 當橫向力為QA2時，偏移量從0到rA2； 當橫向力為QB2時，偏移量從rA2到rB2； — 回復到平衡位置。 橫向靜剛度按以下公式計算： rA、rB必須在技術要求中定義： 7.3.5 橫向自由變形或彎曲 橫向自由變形或彎曲試驗用7.3.3中定義的裝置進行。 試驗方法如下： — 彎曲方向的判定（橫向自由變形方向）。彎曲方向就是指彈簧受靜態(tài)軸向力Fcj時，下支承板移動的方向（見圖2）。 — 彎曲力φC的判定（橫向自由變形力）。φC是在彈簧只受到靜態(tài)軸向力Fcj作用下，使下支承板回到初始中心位置所需要的力。 7.3.6 幾何特性試驗 7.3.6.1 直徑 除非另有說明，彈簧外徑De和內徑Di在彈簧自由狀態(tài)下測量。 7.3.6.2 基準高度 基準高度LA的測量按照7.3.1的規(guī)定。 7.3.6.3 空間要求 根據(jù)彈簧的工作條件，彈簧包容空間的檢查可以用下述方法A或者方法B或者同時使用A、B兩種方法。 A） 只有軸向力的作用，在測量時： — 彈簧支承板必須保持平行、同軸，不能旋轉； — 使用的軸向力必須保持在±1%的公差內。 彈簧所需空間在依次作用靜態(tài)軸向力FA和FB時檢查，F(xiàn)A和FB在技術要求中規(guī)定。試驗條件（如外環(huán)定位或內檔環(huán)定位）必須與實際工作情況一致。 B） 在支承板有偏移情況下測量時： — 彈簧支承板必須保持平行、同軸，不能旋轉； —使用的軸向力及橫向力必須保持在±1%的公差內。 彈簧所需空間在同時使用靜態(tài)軸向力Fj和支承板有偏移rB時檢查，F(xiàn)j和rB在技術要求中規(guī)定。試驗條件（如外環(huán)定位或內檔環(huán)定位）必須與實際工作情況一致。 7.3.6.4 端圈形式 端圈并緊、磨平、定節(jié)距的圓柱螺旋彈簧，其端部形式的檢查按本規(guī)范5.2.3條的規(guī)定。特殊彈簧端圈形式的檢查方法必須在技術要求中規(guī)定。 7.3.7 表面質量 7.3.7.1 總則 彈簧的表面質量應在噴丸處理前后（沒有表面保護層）檢驗。 7.3.7.2 棒料的表面質量 棒料的表面質量應按EN ISO 4288或GB/T 10610檢查。 7.3.7.3 彈簧的表面質量 彈簧的表面質量按附錄C通過磁粉探傷檢查，檢查后必須要及時退磁。 7.3.8 表面壓應力 噴丸按附錄B介紹的Almen試驗方法來驗證噴丸的效果。除了Almen試驗方法，任何驗證噴丸處理效果的測試方法應由供需雙方協(xié)商。 7.3.9 脫碳 從彈簧上截取一段材料或試棒作樣品按GB/T 224或ISO 3887檢查脫碳。 7.3.10 晶粒度 從彈簧上截取一段材料或試棒的橫截面上按GB/T 6394或ISO 643通過金相試驗測定晶粒度。 7.3.11 內部質量 除非另有規(guī)定，棒料內部質量按EN 13298 第6.3.2及7.6.5節(jié)或GB/T 4162通過超聲波檢驗。直徑小于或等于20mm的鋼棒不必檢驗，與彈簧的類別無關。 當進行橫向超聲波檢驗時，應采用直徑為10mm、頻率為5MHz的探頭。整個棒條都應檢查。 7.3.12 化學成分 除非另有規(guī)定，化學成分按EN 10089或GB/T 223通過材料斷面的化學分析確定。 7.3.13 非金屬夾雜物 非金屬夾雜物應按EN 13298附錄D中方法之一來檢查，或按GB/T 10561標準檢查，所選擇的方法應得到用戶同意。 7.3.14硬度 根據(jù)ISO標準，彈簧（表面和心部）硬度通過洛氏硬度方法試驗。也可用布氏硬度或維氏硬度方法替代，不同方法得到的硬度值應通過ISO/TR 10108－1989進行比較。硬度按ISO 6508-1或GB/T 230標準進行檢查，表面硬度在磨掉允許脫碳層深度后檢測。 7.3.15 抗拉強度 材料的屈服強度試驗在符合EN 10083-1的試樣上按EN 10002-1或GB/T228執(zhí)行。 7.3.16 沖擊韌性 除另有規(guī)定外，沖擊韌性試驗在按EN 10083-1取自棒料的試樣上按EN 10045-1或GB/T 229進行。 7.3.17 表面防護 漆層厚度的檢驗按ISO 2808，附著力的檢驗按ISO 2409，光澤度的檢驗按ISO 2813。 7.3.18 疲勞試驗 彈簧的疲勞試驗按附錄D進行。 對于B類彈簧只需進行軸向疲勞試驗，對于A類彈簧要在軸向和橫向兩個方向分別進行疲勞試驗。 8 檢驗規(guī)則 8.1原材料的檢驗 彈簧原材料進廠時必須要求原材料供應方提供包括材料化學成分、機械性能、晶粒度、非金屬夾雜物、內部質量等內容的原材料質量證明書。已經剝皮、磨光的材料還須提供棒料的幾何尺寸、表面質量的質量證明書。 彈簧制造商必須對所采購原材料的化學成分、機械性能、幾何尺寸、表面質量進行復檢，并通過添置設備或委托有資質的第三方等手段不斷增加原材料進貨復檢項目，確保原材料達到規(guī)定的技術要求。 8.2 彈簧的檢驗 彈簧的檢驗由質檢部門進行，須按技術要求對彈簧的幾何特性、力學特性、耐久性、表面質量、表面防護、產品標識等逐項進行檢驗，確認合格后方可出廠，出廠時應能提供相應的檢測報告、型式試驗報告、產品合格證書及其它相關證實性文件。 8.3例行試驗項目及頻次 例行試驗為每批產品交貨前應進行的檢驗或試驗。彈簧產品主要例行試驗項目及頻次見表5。 表5 彈簧主要例行試驗項目及頻次 序號 試驗項目 取 樣 試驗頻次 1 化學成分 原材料 每爐號1件 2 機械性能 與彈簧工藝完全相同的熱處理后試棒 3 奧氏體晶粒度 原材料 4 非金屬夾雜物 5 內部質量（超聲波探傷） 100% 6 材料直徑 原材料 按EN 13298 8.4.1 節(jié)表6 7 表面質量 8 表面硬度 熱處理后彈簧或試棒 9 心部硬度 每交貨批1件 10 脫碳 11 端圈厚度 磨后彈簧 每生產批的首末件 12 彈簧壓并高度 油漆前彈簧 13 垂直度 14 表面質量（磁粉探傷） 油漆前彈簧 100% 15 內徑或外徑 16 基準高度（FA作用下的高度） 油漆前彈簧 100% 17 接觸線長度 18 軸向剛度 19 橫向剛度（僅對A類簧） 20 載荷FA作用下橫向自由位移（方向） 21 表面壓應力（噴丸） 每生產批的首末件 22 蠕變試驗 每生產批的首件 23 油漆顏色 油漆后彈簧 100% 24 油漆厚度 按EN 13298 8.4.1 節(jié)表6 25 附著力 每生產批的首末件 26 光澤度 27 標 識 100% 8.4 型式試驗 當彈簧在下列情況之一時，為保證產品質量和裝車后的運行安全，應進行疲勞性能試驗（型式試驗），并提供疲勞試驗報告： a) 新產品定型或鑒定認證時； b) 當產品的設計、生產條件、制造工藝發(fā)生重大改變時； c) 客戶提出要求時。 試驗應從一批產品中隨機抽取二個（組）（或二個以上）試樣彈簧，二個（組）試樣彈簧必須都合格。若二個（組）試樣都不合格，則該批彈簧視為不合格。只有一個（組）試樣不合格時允許復檢。 按附錄D制定的疲勞試驗大綱由需方與供方協(xié)商確定，也可由供方提出并經需方批準后確定。 9 質量保證與RAMS 供方應保證需方對彈簧的質保期和使用壽命要求。如需方沒有特殊要求，彈簧的質保期為二年或行車50萬公里，以先期到達者為準。在質保期內，在用戶正確使用的條件下，供方應對彈簧質量負責。彈簧使用壽命不低于10年。 為提高彈簧產品的可靠性，供方應制訂詳細的用于過程檢查和測試的質量保證計劃，質量保證計劃應參考供方的質量手冊，且應注明彈簧的特殊要素，并經需方批準。供方應保證產品在原材料、制造過程、最終驗收等各方面完全滿足本規(guī)范所規(guī)定的一切要求，絕不能有任何缺陷。必要時可通過增加疲勞試驗循環(huán)次數(shù)和加大疲勞試驗時負荷的波動幅度來驗證彈簧的可靠性。 對于經檢驗不合格的彈簧產品，堅決杜絕出廠，并及時查找產生的原因，制定相應的糾正和預防措施，防止再發(fā)生類似質量問題。 10 制造廠家生產資質及能力 10.1 制造廠家應通過ISO 9001質量管理體系認證，必要時應通過需方的質量管理體系評審，具備完整、有效的質量運行體系。 10.2 制造廠家應具備彈簧設計和校核計算能力。 10.3 制造廠家應能正常批量生產，產品質量穩(wěn)定，有足夠的供貨能力，具備售前和售后的優(yōu)良服務和備品備件的供應。 10.4 制造廠家應具備保證產品質量的生產設備、工藝裝備、計量器具、檢測設備和檢驗手段。制造廠家應具備儀器設備的基本要求見表6。 表6 基本的生產設備、工藝裝備、計量器具、檢測設備 序號 工藝過程 儀器設備 用途 1 原材料檢驗 化學成分分析儀 化學成分分析 2 原材料檢驗 拉力試驗機 機械性能試驗 3 原材料檢驗 金相顯微鏡 金相試驗 4 原材料檢驗 超聲探傷儀 材料內部質量檢驗 5 原材料檢驗 磁粉探傷機 材料表面質量檢驗 6 制造過程 制扁設備 棒料制扁 7 制造過程 加熱設備 卷繞前棒料加熱 8 制造過程 自動卷簧機 彈簧卷繞 9 制造過程 熱處理設備 彈簧淬火、回火 10 檢驗過程 硬度計 彈簧或樣棒硬度檢測 11 檢驗過程 金相顯微鏡 彈簧或樣棒晶粒度和脫碳試驗 12 制造過程 強壓設備 彈簧強壓處理 13 制造過程 磨簧設備 彈簧端部磨削 14 檢驗過程 磁粉探傷機 彈簧表面質量檢查 15 檢驗過程 退磁機 磁粉探傷后的退磁 16 制造過程 噴丸設備 彈簧表面噴丸強化 17 檢驗過程 尺寸檢驗工具 彈簧外形尺寸檢測 18 檢驗過程 彈簧試驗機 彈簧特性試驗 19 制造過程 拋丸機 彈簧表面清理 20 制造過程 油漆噴涂設備 油漆噴涂 21 制造過程 油漆烘干設備 油漆烘干 22 檢驗過程 漆層測厚儀 漆層厚度測量 23 檢驗過程 漆層試驗劃格多刃刀 油漆附著力試驗 11 資料、標志、包裝、儲存與運輸 11.1 資料 產品出廠時，供方必須提供產品合格證書，并根據(jù)需方需要，及時提供有關檢驗記錄、檢測報告、試驗報告和其它相關證實性文件。如沒有特殊要求，供方需將全部資料從最后訂單算起保留10年，以便在需要時追溯查看。 11.2 標志 每個彈簧應保留永久性的標志，在使用過程中應清晰可見（標志帶、在彈簧端部側面打鋼印等）。標志體系應由需方認可。 標志應包括以下內容： — 制造商代號； — 生產日期（年份和月份）； — 橫向自由變形或彎曲（角度、力、方向），僅對A類彈簧； — 需方要求的其它標識。 11.3 包裝 彈簧應單個或成組包裝，彈簧外表及內外簧間采取必要的保護措施，防止破壞彈簧表面漆層。包裝箱內裝需方所需資料袋一個，并盡量按整車數(shù)量裝箱。 包裝箱至少應標明以下標志： — 制造商標識； — 產品數(shù)量； — 產品名稱。 11.4 儲存 彈簧應儲存在干燥通風避光的地方，儲存的環(huán)境溫度范圍應在-25℃～40℃，產品應堆放整齊，保持清潔，嚴禁與酸、堿、油類、有機溶劑等接觸。 11.5 運輸 彈簧在運輸途中，不得有磕碰、雨淋、銹蝕等損壞現(xiàn)象。 12 附件清單 附錄A （規(guī)范性附錄）：圓鋼制成的等節(jié)距、端部并緊磨平的圓柱螺旋壓縮彈簧。 附錄B （規(guī)范性附錄）：噴丸預應力效果 附錄C （規(guī)范性附錄）：圓鋼制螺旋彈簧表面缺陷的磁力探傷 附錄D （規(guī)范性附錄）：疲勞試驗 附錄A （規(guī)范性附錄） 圓鋼制成的等節(jié)距、端部并緊磨平的圓柱螺旋壓縮彈簧 A.1 對象 本附錄規(guī)定了諸如懸掛彈簧的圈間間距之類的幾何特性和尺寸特性，懸掛彈簧具有如下特征： — 圓柱彈簧； — 等節(jié)距； — 圓鋼制成； — 端圈并緊、磨平。 A.2 內外直徑 （1） 定義 圓柱彈簧內徑Di、外徑De的定義在ISO 2162-2標準中給出。 根據(jù)彈簧在懸掛系統(tǒng)中的安裝條件，技術規(guī)范中應明確規(guī)定Di及其公差和（或）De及其公差。 未注的Di和De公差按表A.1的規(guī)定。 表A.1 Di、De的公差 直 徑 公差 Di ±1.5% Di De ±1.5% De （2） 數(shù)值 內徑Di、外徑De應符合技術規(guī)范。 （3） 控制 試樣應是彈簧。 A.3 彈簧的端圈 A.3.1 端圈形式 本附錄定義的彈簧端圈為符合標準EN ISO 2162-2的D型。 A.3.2 端圈的末端 （1） 數(shù)值 除技術規(guī)范中另有規(guī)定外，兩個端圈的末端經磨平后，其厚度應在3mm至棒材截面公稱尺寸的1/4之間。 （2） 控制 樣品應是彈簧。 A.4 接觸線 （1） 定義 末圈和鄰近的有效圈之間的接觸線長度是隨著受到的軸向力大小而變化。 （2） 數(shù)值 當彈簧承受靜載荷Fv時，彈簧上下兩個端圈的接觸線長度應至少是中徑D的0.33倍，但對有效圈小于5圈的彈簧，接觸線長度可由供需雙方商定，但不小于20mm。 （3） 控制 樣品應是彈簧。 — 試驗條件： 試驗過程中，彈簧上下端圈必須保持平行和同軸。 — 試驗方法： 彈簧應受軸向壓縮載荷，包括以下步驟： — 軸向載荷從0增加到Fv； — 使載荷Fv保持在±1%的范圍內； — 測量接觸線的長度。 注：本測量可以在測軸向剛度時進行。 A.5 幾何公差 （1）定義 本附錄定義的彈簧上下端圈必須互相平行，且垂直于彈簧軸心線。 技術規(guī)范中應規(guī)定端圈相對于彈簧軸心線的垂直度最大允許偏差。若未注明，則自由狀態(tài)時彈簧的垂直度偏差規(guī)定如下： — 彈簧自由高度Lo≤150 mm 偏差p ≤ 1.5%Lo； — 彈簧自由高度Lo>150 mm 偏差p ≤ 1.0%Lo。 （2）數(shù)值 彈簧端圈的垂直度偏差應小于或等于技術規(guī)范中規(guī)定的最大值。 （3）控制 樣品應是彈簧。 測量方法： 端圈的垂直度偏差通過如下規(guī)定的固定直角尺測量。 彈簧放置在一個平面上，且靠著此平面上的一垂直桿。然后，旋轉彈簧，直到找到最大偏移所在的位置（見圖A.1）。 測試應對彈簧兩個端面分別進行測量。 圖A.1 垂直度 A.6 簧圈間的間距 A.6.1 方法1 （1） 定義 方法1可以用于確定圓柱螺旋彈簧有效圈之間的間距，該圓柱螺旋壓縮彈簧具有不變的節(jié)距，由圓鋼制成，末端并緊、磨平。 有效圈之間的距離由間隙系數(shù)確定，間隙系數(shù)表示簧圈間的距離與圓鋼直徑間的關系。 間隙系數(shù)應用下列公式確定： …………………………………………………………………… (A.1) 其中：…………………………………………………………(A.2) 注：n — 有效圈； G — 切變模量。 技術規(guī)范中應規(guī)定當彈簧承受規(guī)定的靜負荷Fj時其間隙系數(shù)的最小值。 對于安裝在機車車輛上的彈簧，除考慮軸向負荷外，還要考慮承載的具體情況（指有無橫向），建議使用表A.2規(guī)定的數(shù)值： 表A.2 間隙系數(shù) 軸向載荷 彈簧類型 αmin Fj A 0.4 Fj B 0.3 除非另有規(guī)定，力Fj = FB 定義：荷重FB由以下得到： 機車：mvom×g 客車：（mvom＋1.2×C2）×g 貨車：（mvom＋1.2×C3）×g 其中 C2：按TB/T 1335-1996規(guī)定的客車承載質量； C3：車輛可承載的最大質量； VOM：機車車輛正常工作。 （2） 數(shù)值 間隙系數(shù)應與技術規(guī)范中規(guī)定的值相一致。 （3） 試驗方法 樣品應是彈簧。 試驗方法 先測量彈簧的Lj、d、Di、De及Ks，再用公式A.1和A.2求出間隙系數(shù)。 彈簧承受軸向靜載荷Fj時的高度Lj應按7.3.1規(guī)定的方法測量。 軸向靜剛度Ks應按7.3.2規(guī)定的方法測定。 A.6.2 方法2 （1） 定義 方法2是在彈簧承受負荷Fj時高度LM和壓并高度Lc之間所測量的整個簧圈間剩余變形量Σe。 剩余變形量為： ……………………………………………………………….. (A.3) 其中 …………………………………………………………… (A.4) 注：d包括圓鋼直徑的允許公差以及表面保護層的厚度。 最小Σe值應在技術規(guī)范中規(guī)定。 對于B類彈簧，以及rj / D = 0.05和LM / d ≥2情況下的A類彈簧，建議用以下的剩余變形量： …………………………………………………...…..... (A.5) 對于其它A類彈簧，可以采用下列推薦值： ………………………………………………..……..… (A.6) 剩余變形量視彈簧的橫向位移量和細長比而定。 （2） 數(shù)值 剩余變形應與技術規(guī)范中規(guī)定的值相一致。 （3） 試驗方法 進行試驗是將彈簧先壓縮到高度LM，然后再壓縮到高度Lc，最后計算出這兩者的高度差。該試驗應在彈簧表面防護處理前進行。如彈簧由于設計原因不能壓縮到壓并高度，計算一下剩余變形就足夠了。 附錄B （規(guī)范性附錄） 噴丸預應力效果 B.1 對象 噴丸工藝的參數(shù)控制，對于保證各個彈簧之間以及各批彈簧之間噴丸處理的重復性和一致性是非常必要的。 為達到一致的效果，必須嚴格控制鋼丸的特性，其尺寸、形狀、硬度、噴射速度及角度。 為控制噴丸工藝，除了其他檢驗之外，下列兩個參數(shù)必須檢驗： — 噴丸強度； — 受噴面的覆蓋率。 B.2 強度檢查 B.2.1 一般性 合適的鋼丸噴射能量對于控制噴丸工藝過程是必要的。 ALMEN法被認為是有效的方法之一，能確保噴丸工藝過程的強度和重復性。 ALMEN強度的標志應包括： — ALMEN弧高 — 試片類型 B.2.2 ALMEN法 （1） 試片規(guī)定 可以使用三種試片（N、A、C）。試樣根據(jù)其厚度區(qū)分如下： — N型：0.8 mm； — A型：1.3 mm； — C型：2.4 mm。 試片的特性在表B.1中給出，其使用范圍如下： — N型：弧高 ≤0.45 mm； — A型：弧高 0.1 mm～0.6 mm； — C型：弧高 ≥ 0.15 mm。 噴丸后的ALMEN試片，不能重復使用。 注：若有可能，應盡可能使用A型ALMEN試片。如A型ALMEN試片的弧高不在要求的范圍內，則可以使用其它類型的試片。 表B.1 試片特性 特性 參 數(shù) 鋼 具有以下化學成分含量（%）的冷軋鋼 0.65≤C≤0.73 0.40≤Mn≤0.70 0.15≤Si≤0.35 P≤0.035 S≤0.035 硬度 44 HRC～50 HRC 長度 （76.2 ± 0.4）mm 寬度 （19 +0.05 –0.10） mm 厚度 （1.30 +0.02 –0.03） mm 平面度 相對于弧高 ± 0.04 （2） 試驗方法 ALMEN試片固定在如圖B.1所示的金屬座上，這時試片承受與彈簧相同的噴丸處理。 ALMEN試片支座應安裝在： — 與需檢查彈簧具有相同尺寸的彈簧上； — 如沒有相同尺寸的彈簧，則可在具有相似幾何尺寸的彈簧上。 試片的安裝的數(shù)量應取決于彈簧的自由高度Lo： — Lo≥500mm 安裝6個試片；3片在彈簧內側，3片在彈簧外側；試片應位于彈簧兩端和中心； — 500 > Lo≥300mm 安裝4個試片；2片在彈簧內側，2片在彈簧外側；試片應位于彈簧兩端； — Lo < 300mm 安裝2個試片；1片在彈簧內側，1片在彈簧外側；試片應位于彈簧中心。 （3） 數(shù)值 試片從支座上取下后，由于噴丸處理而產生的殘余應力和表面的塑性變形使試片表面產生一個朝噴丸方向的曲度。 若技術規(guī)范中沒有規(guī)定其它值，則A型試片上的ALMEN?。ㄓ脠DB.2定義的ALMEN系統(tǒng)測量得到的弧高）應在0.4～0.6mm之間。 C型或N型試片的ALMEN弧具有特殊的對應關系。 圖B.1 ALMEN試驗裝置 金屬座的硬度：HRC 62 ～ HRC 65 圖B.2 ALMEN測量器 注：ALMEN測量器是被設計用來測定試片的弧高的，它是百分表（精度為0.01mm）安裝在平板上，平板固定有四個淬硬鋼球，形成矩形的四個角，并且要在同一平面上。 B.3 檢查覆蓋率 （1） 定義 如彈簧表面經完全、均勻地噴丸處理后，則能獲得100%的覆蓋率。 （2） 試驗方法 表面覆蓋率的檢查是通過放大倍數(shù)為10倍的放大鏡來觀察進行的，也可以使用客戶能接受的其它方法檢驗。 附錄C （規(guī)范化附錄） 圓鋼制螺旋彈簧表面缺陷的磁力探傷 C.1 對象 本附錄規(guī)定了當用磁力探傷方法檢查圓鋼制螺旋彈簧表面完整性的應用條件。 C.2 方法 為探測平行于棒條軸向的缺陷（縱向缺陷）及垂直于軸向的缺陷（橫向缺陷），需要兩種磁化方法。 — 縱向缺陷：由沿著彈簧縱軸方向電流磁化； — 橫向缺陷：由通過輔助導體的電流磁化，該輔助導體置于彈簧螺旋線的軸線上。 使用的檢查裝置應能夠在前面指出的方向上產生環(huán)狀磁化，每個磁化方向的磁場強度至少是3 kA/m。磁感應水平通過磁流的強度識別。 缺陷通過含有熒光粉的磁性溶液探測，該溶液應對檢查部分不產生有害影響。檢查應在光強度至少為15 W/m2的紫外線光下進行，并在距離0.3 m處測量。光強度應不大于10 lx。 系統(tǒng)敏感性檢驗應在現(xiàn)場進行，包括測量場強和使用已知類型、位置、尺寸和分布的真實缺陷的參考環(huán)體。如不能滿足這些條件，可以使用人工制造缺陷的參考環(huán)體。 注：與上述不同方向的缺陷可以用相同的方法探測，但應使用更大的磁場強度。在此情況下，縱向缺陷和橫向缺陷不可能出現(xiàn)規(guī)律性差異。 C.3 特別預防 為避免電流通過彈簧而引起的任何電弧，在彈簧末端使用電極時應特別注意。 電流通過后，彈簧尤其是末端可能留有很大的殘余磁場。因此，檢查后必須要退磁。退磁可以用一交流電通過彈簧圈。電流應穩(wěn)定地從最大值減到零。經過此操作后，彈簧表面任何一點的殘余磁場應不超過0.3 kA/m。 附錄D （規(guī)范性附錄） 疲勞試驗 D.1 概要 當彈簧在下列情況之一時，為保證產品質量和裝車后的運行安全，應進行疲勞性能試驗： a) 新產品定型或鑒定認證時； b) 當產品的設計、生產條件、制造工藝發(fā)生重大改變時； c) 客戶提出要求時。 本附錄規(guī)定了彈簧疲勞試驗的方法及試驗后的檢查 D.2 試驗要求 對于只承受軸向負荷的彈簧（B類彈簧）只需進行軸向疲勞試驗。對于要同時承受軸向負荷和橫向負荷的彈簧（A類彈簧）要在軸向及橫向兩個方向分別進行疲勞試驗。 疲勞試驗機應采用正弦（或近似正弦）的力或位移加載，疲勞試驗機的力、位移及頻率的精度應在1.5級以上。 疲勞試驗機應有自動記數(shù)功能，到設定的次數(shù)后自動停機以及當彈簧折斷后自動停機功能，以確保安全。 疲勞試驗機及承擔疲勞試驗的疲勞試驗室必須經過國家計量檢定部門的檢定并認證合格。 二系懸掛高圓螺旋彈簧的上下端有時帶有橡膠墊。作軸向疲勞試驗時，允許將彈簧與橡膠墊組裝后（與車上實際組裝情況相同）一起作疲勞試驗，也可不帶橡膠墊試驗。 在做橫向疲勞試驗時，必須將橡膠墊與彈簧組裝后（與車上實際組裝情況相同）一起作疲勞試驗。因為有無橡膠墊時彈簧的應力相差甚大。 D.3 軸向疲勞試驗 試驗時，受試彈簧裝在專用支座上，應使其與實際機車車輛上工作的條件相同（特別是定心裝置的型式、直徑和高度），并保證在試驗期間上下支承面保持平行且同軸。 試驗載荷為 Fj±KFj 其中： Fj—彈簧軸向靜載荷； K—彈簧的動荷系數(shù)。除技術要求另有規(guī)定外，取K=0.25。 試驗頻率 ： 1～5Hz。 試驗循環(huán)次數(shù)：2×106。 試驗加載方法：先施以等于靜載荷的預加載荷，再逐漸施加動載荷到規(guī)定的數(shù)值及頻率，待力（或位移）的讀數(shù)穩(wěn)定后開始疲勞試驗的記數(shù)。 試驗應連續(xù)進行，除改變工況及正常檢查試驗機外，不得任意停機。停機原因及時間應作記錄。 帶橡膠墊試驗的彈簧，若橡膠墊失效或破裂時，允許停機更換橡膠墊后繼續(xù)進行試驗。 D.4 橫向疲勞試驗 試驗設備采用與橫向剛度試驗時相同的原理，一般為彈簧上端固定，下端可以在一個方向任意滑動（見圖D.1）。試驗期間彈簧上下支承面應保持平行。 在軸向加載至軸向靜載荷Fj的條件下再加橫向載荷，橫向加載常用橫向位移表示。除技術要求中另有規(guī)定外，可按表D.1的加載方式。 圖 D.1 橫向疲勞試驗裝置示意圖 表D.1 加載方式 序號 模擬工況 橫向加載位移 頻率 循環(huán)次數(shù) 1 通過特小半徑曲線 橫向大位移rA1=設計最大橫向位移量×0.9 0.5～2Hz 1×104 2 通過大半徑曲線 橫向位移rA2=設計最大橫向位移量×0.5 1～3Hz 30×104 試驗應先試大載荷工況，后試小載荷工況。 試驗應連續(xù)進行，除改變工況或正常檢查試驗機外不得任意停機。如有停機，停機原因及時間應作記錄。 帶橡膠墊試驗的彈簧，若橡膠墊失效或破裂時允許停機更換橡膠墊后繼續(xù)進行試驗。。 D.5 疲勞試驗后的檢查 彈簧經軸向及橫向疲勞試驗后不得出現(xiàn)疲勞裂紋和斷裂。 橡膠墊不得出現(xiàn)裂紋，橡膠與金屬接合處不能有發(fā)粘及脫離等現(xiàn)象，如出現(xiàn)這些情況可視為橡膠件不合格，允許更換橡膠件后繼續(xù)進行彈簧的疲勞試驗直至結束。 疲勞試驗后應檢查彈簧的永久變形。試驗前后彈簧自由高差≤1mm。 試驗應從一批產品中隨機抽取二個（或二個以上）試樣彈簧，二個彈簧必須同時合格。若二個試樣都不合格，則該批彈簧視為不合格。只有一個不合格時允許復驗，復驗是在同批彈簧中再任選二個彈簧作疲勞試驗，兩個同時合格，該批彈簧才算合格。 第 32 頁 共 31 頁 第 28 頁 共 31 頁