TBT 2211-2018标准规范下载简介

TBT 2211-2018 机车车辆用压缩钢制螺旋弹簧.pdf

表1符号、单位及简要说明（续）

图1弹管轴向特性示例

末端形式：端圈并紧、磨平（形状1）；端部碾尖自然资生态修复函[2021]49号：自然资源部国土空间生态修复司关于明确全域土地综合整治试点报部备案材料有关要求的函（2021年11月19日）.pdf，并紧和磨平（形状2），见图2。 弹簧类型：等节距圆柱形压缩弹簧

a形状1端圈并紧、磨平

弹簧根据使用性能分为三类，见表2。弹簧类别由供需双方协商确定

b)形状2端部碾尖、并紧和磨平

供需双方应按表3协商相关技术要求，

表3需方或制造厂在技术要求中需要规定的要素（全部或部分）

方或制造厂在技术要求中需要规定的要素（全部）

弹簧在整备状态下的载荷F（即弹簧静载荷），其对应的高度L为基准高度。对于未规定在载荷 F下高度L的弹簧，可以自由高度作为弹簧的基准高度。除另有规定外，公称尺寸L。的公差为基准高 度值的±1%。

7. 2. 2 力学条件

7.2.2. 1轴向刚度

轴向刚度在轴方向定义为： 用K表示，图3和图4中力一位移（变形）曲线的斜率，见公式（1)

Ak. = ±0. 05 ×≤ ×100%

图3力F作用下的轴向刚度

7.2. 2. 2横向刚度

在轴向力F作用下，横向刚度在xy平面定义见公式（3）。

图4F.和F,之间的轴向刚度

图5力一位移曲线（附公差带）

技术要求中应规定横向刚度的名义值K（及其公差），同时还应规定相对应的轴向力F。此外，技 术要求中应规定弹簧横向刚度的方向。 A类弹簧，除另有规定外，横向刚度的公差应在规定值的±15%范围内。对于有效圈数少于5的 弹簧，其公差范围应由供需双方商定。 允许用横向柔度来代替横向刚度横向柔度是横向刚度的倒数（1/K）

7.2.2.3横向偏移或弯曲

弯曲方向是由直线AB定义的（见图6） 正理 上下两个受力端面中心连线的投影

受静态轴向力Fc.的弹簧的弯曲方向应在 作出永久性的明显的标记，Fc。值也应在技术要 求中规定。标记的位置指向弹簧中心的方向就表示弹簧横向自由偏移的方向

当弹簧承受静态轴向力Fc。时，对弯曲力Φ。的任何限定应在技术要求中规定。根据弹簧在机车车 辆上（该弹簧是机车车辆的一部分）安装时的要求，允许在弹簧上标明Φ。的量值标记。若出现这种情 况，在技术要求中应明确这种要求（见第10章），并规定专门的标记。 如图6所示，供需双方应确定Fco、Fc.和c。弹簧产生的两个弯曲方向间的夹角c应小于或等 于30°

7.3. 1. 1 旅向

通常情况下，旋向建议为右旋。如果有多个弹簧套在一起使用时，由外层到内层其旋向应逐层交 变，并应对绕向加以规定

7. 3. 1. 2端圈形式

7.3.2.1钢棒的表面质

钢棒应经过加工，除非双方另有协议。 若在技术要求中不规定其他值，在进行绕制前，A类、B类弹簧钢棒表面的粗糙度Ra最大值不应 超过2.5μm，C类弹簧钢棒表面的粗糙度Ra最大值不应超过3.2μm。 对于C类弹簧，经需方同意，允用非表面加工的钢棒。此时成品弹簧单边脱碳层（铁素体+部分脱 碳）的深度，允为原材料标准规定的脱碳层深度再增加材料直径的0.5%。

3. 2. 2弹赞的表面质

弹簧表面不应有起层、剥落、凹槽、加工刀痕、裂纹、发纹等任何缺陷

7.3.2.3弹簧的脱碳

经淬火、回火处理的弹簧脱碳形式有两种： a）全脱碳：表面有一层纯铁素体为主要成分的结构； b）部分脱碳：弹簧表面为铁素体+珠光体的组织或铁素体+马氏体的组织。 对于A类、B类弹簧不应全脱碳。除非另有规定，弹簧部分脱碳的深度不应大于钢棒直径d的 1%。任何情况下，部分脱碳的深度都不应超过0.5mm。 对于C类弹簧，其脱碳层（全脱碳+部分脱碳）深度应符合下列规定： a）棒料直径大于20mm时，不大于0.3mm； h)楼料直径小于或等于 20 mm 时 不大于 0. 2. mm

经淬火、回火处理的弹簧脱碳形式有两种： a）全脱碳：表面有一层纯铁素体为主要成分的结构； b）部分脱碳：弹簧表面为铁素体+珠光体的组织或铁素体+马氏体的组织。 对于A类、B类弹簧不应全脱碳。除非另有规定，弹簧部分脱碳的深度不应大于钢棒直径d的 1%。任何情况下，部分脱碳的深度都不应超过0.5mm。 对于C类弹簧，其脱碳层（全脱碳+部分脱碳）深度应符合下列规定： a）棒料直径大于20mm时，不大于0.3mm； b）棒料直径小于或等于20mm时,不大于0.2mm。

7.3.2.4表面强化

弹簧表面在热处理及端面加工等所有工艺加工过程完成后应进行喷丸处理。 弹簧喷丸用钢丸表面硬度不应低于52HRC，其几何形状应接近于球形，不应带尖棱角。钢丸尺寸 可选用Φ0.8mm~Φ1.2mm。 除非另有规定，弹簧喷丸强度应为0.4A~0.6A，覆盖率应大于或等于90%。 喷丸强化后弹簧因其他工艺要求需加热时，弹簧表面温度不应高于250℃，否则应重新进行喷丸 处理。

作用96h后的螨变不应超过L的1%，除非另有

力F作用96h后的螨变不应超过L，的1%，除非另有规定 7.4几何特性要求

通常材料的横截面为圆形，其尺寸和公差应在相应产品的技术要求中规定

应注明弹簧中径D、内径D,或外径D。应根据安装型式加以注明。若不注明公差，则按附录A要求。 .3圈数 应注明弹簧有效圈数n及总圈数n，

应注明弹簧中径D、内径D或外径D.应根据安装型式加以注明。若不注明公差.则按附录A要求。

当规定指定载荷下高度及轴向刚度的弹簧，自由高度L。不作为基准高度，仅作参考，则自由高度可 作为一般性的标注，可不标注公差。若以自由高度L。作为基准高度，则按附录A要求。 注：弹簧在指定载荷下高度、轴向刚度、端圈末端间隙、自由高度为关联尺寸链，在弹簧设计上只允许规定其中三 项，否则易于导致尺寸链封闭

7.4. 5 压并高度

压并高度L.可以作为一般性的标注，最小充许高度L一般总是大于Lc，L.不注公差。 .6弹簧工作圈间隙均性

弹簧工作圈间的间隙均匀性要求由供需双方协

7.4.7弹簧轴线相对于支承面的垂直度 除另有规定外，垂直度偏差应按附录A的要求

7. 5. 1基本要求

制造弹簧所使用的合金材料应在相应产品的技术要求中规定。允许使用其他不同的合金材料，但 应在相应产品的技术要求中完整地说明该合金材料的化学成分和力学特性。 宜采用牌号为50CrVT、52CrMnMoVT和60Si2CrVAT及符合GB/T1222规定的合金材料，表4和 表5为50CrVT、52CrMnMoVT及60Si2CrVAT的化学成分和力学特性

表450CrVT.52CrMnMoVT及60Si2CrVAT弹等钢化学成分

0CrVT，52CrMnMoVT及60Si2CrVAT弹簧钢

弹簧的材料不应出现任何对使用有害的内部缺陷。材料试验不应出现下列结果： 任何大于参照缺陷标样的情况。参照缺陷标样是在棒材中心钻出的一个平底、直径为1.20 的孔。此钢棒具有与用于制造弹簧的棒材相同的尺寸和材质。 b）任何底面回波的衰减大于50%

7.5.3非金属夹杂物

非另有规定，非金属夹杂物级别应符合表6规定

表6非金属夹杂物级别

钢材的晶粒度按照GB/T6394规定测试得到的奥氏体晶粒度应天于或等于6级。当材料选） 专用弹簧钢时钢材的奥氏体晶粒度不应小于7级

才的脱碳层应为0.其他应符合GB/T1222的要求

面硬度值见表7。芯部硬度值与表面硬度值相

7. 6. 2拉伸性能

除另有规定外，最小抗拉性能应满足： Rp0.2 ≥ 1 150 MPa; R.≥1400MPa; 4 ≥ 6%

10J（在20℃时）。 C类弹簧材料的韧性值不作要求。

对弹簧应采取能满足技术要求的防腐措施，防腐措施！ 具体内容应包括： 表面处理的方式； b) 涂敷材料的牌号； c) 涂层数目和厚度； d) 颜色

对弹簧应采取能满足折 具体内容应包括： a） 表面处理的方式； 涂敷材料的牌号： c) 涂层数目和厚度； d) 颜色。

盐雾试验及弹簧保护层的力学特性（黏着性、抗冲击性、弹性、抗退色等）应在技术要求中附加 规定。 对于A类、B类弹簧，若技术要求中要求进行盐雾试验而没有规定盐雾试验时间的具体数值，应按 GB/T10125一2012的规定进行试验，中性盐雾试验时间应为： a）A类弹簧：400h； b）B类弹簧：300h。 注：保护系统的老化特性通过盐雾试验得到，根据使用要求的不同，在技术要求上允许低于上述推荐值

弹簧的寿命取决于： a）应力水平和应力幅； b) 弹簧的物理特性（内部缺陷和外部缺陷）； c) 材料及其力学性能； d）抗腐蚀性。 将应力水平及应力幅保持在允许限度内，则可避免弹簧在变周期载荷作用下断裂。 弹簧的耐久性可以通 标准应在技术要求中规定

8.1. 1一般试验条件

除另有规定外.试验应在20℃±10℃温度下进行

8. 1. 2 试验装置

进行8.2、8.3、8.4中规定的试验时，弹簧应用夹具固定，模拟弹簧的工作状态（特别是定心装置的 直径和高度）。

除另有规定外，试验及测量用的试样应是成品弹备

8. 2 轴向力一变形试验

按GB/T228.1的规定，使用的试验装置应按照GB/T16825.1进行检验，精度不低于1级。 在测量高度L,时，对应的静态轴向力F,应保持不变且在公称值的±1%公差范围内。试验前，弹簧 应压缩到压并高度。若不允许压到压并高度，则应压缩到可达到的最小高度。 试验中，上下支承面应平整、平行，不能转动且保持同轴

8.2.2轴向刚度试验

8.2.2.1如图3和图4所示情况时，即当负荷从F,逐渐增加到F，时，对应的弹簧高度从Lu变到Lv 弹簧刚度按公式（1）计算。 8.2.2.2如图5所示情况时，即通过负荷变形量和公差带曲线求轴向刚度时，应逐步增加负荷从F 到F，并记下对应的弹簧高度而得到刚度值。整个记录过程中每次力的增量应足够小或用电子装置连 续记录。

8. 2. 3蜡变试验

弹簧在公差为±1%的轴向力F。作用下，为判定其螨变量，试验应延续到弹簧高度的变化达到稳定 时。当弹簧在24h内高度的减少量少于第一个24h减少量的1/10时，可认为变形稳定，试验结束。 试验开始前测得弹簧高度为L，定时记下的变形量，直到变形稳定试验结束。螨变量就是试验前 后弹簧的高度差。蠕变曲线见图7。 上述全部试验可应用于产品的鉴定，弹簧在不变的轴向力F.作用下，一般经96h后.其高度达到稳定

1试验装置应满足如下要求： a）上下支承板应保持平行，且不能绕弹簧的轴线旋转； b）上下支承板配备有指定直径和高度的定心装置（与弹簧在悬挂系统中实际工作一致）； c）允许其中一个支承板在x一y平面内自由移动（一般是下支承板可以移动）。 可采用图8所示的试验装置。

8.3.2试验期间，弹簧上下支承板应保持平行，轴向力F,保持常数，在±1%的公差范围内。

8.3.3试验方法如下

a）给弹簧施加静态轴向力F.

b）使弹簧下支承板向弹簧弯曲方向偏移，按7.2.2.3： 2）偏移量从rA到r时，测量对应的横向力FQB1。 回复到平衡位置。 d) 使弹簧下支承板向弹簧弯曲相反的方向偏移，按7.2.2.3： 1）偏移量从0到r2.时，测量对应的横向力FQA2； 2）偏移量从a2到rg2.时，测量对应的横向力FQB2。 e）回复到平衡位置。 横向静刚度可按公式（4)计算

、的值应在技术要求中规定

F QA 2 TA = ITA | = [TA2 Tg = /rg1 / = /rm2 /

8. 5. 2基准高度

对于满足图2规定端圈形式的圆柱螺旋弹簧 其端圈形式的检查应按附录A.4的规定。 特殊弹簧端圈形式的检查方法应在相应产品的技术要求中规定

8.6.1.1弹簧的表面质量应在喷丸处理前后（没有表面保护层）进行目测检验。 8.6.1.2钢棒的表面质量应按GB/T10610的规定检查。 8.6.1.3弹簧表面质量通过磁粉探伤检查，应按附录B的规定。若弹簧表面质量要求作其他特殊的 检验.则检验条件应在相应产品的技术要求中明确规定，

8. 6. 2喷丸质量

8.6.2.1喷丸强度（ALMEN法）

标准弧高试片，分为N、A、C三种，所用材料均为70号冷轧弹簧钢带，其尺寸参 表8。

弧高试片的尺寸参数及拉

用N试片测量喷丸强度；当用A试片测出的喷丸强度大于0.6mm（即0.6A）时，则应采用C试片测量喷丸 强度。

构钢制造，硬度应大于55HRC.其结构和尺寸应

在弹簧喷丸时，固定试片夹具应安装在模拟件上，除非技术要求中另有规定，模拟件可采取图10 结构。模拟件的外径应与弹簧外径一致。

注：只有当模拟件上获得的喷丸强度达到规定要求时，方可对弹簧进行喷丸生产。 试片在钢丸冲击下，导致试片因表面发生塑性流变而向喷射面呈球面状弯曲，切人球面特定基准 面至球面最高点之间的距离，称为弧高度。试片弧高度量规结构尺寸见图11。弧高度测量按图12。 试片的弧高度是喷丸工艺参数（包括钢丸直径、喷射速度、流量、时间、角度等）的函数，在其他条件 固定时，起初弧高度随喷丸时间（或喷丸次数）的增加而增高，但随后逐渐变缓，最后达到“饱和”（或 “准饱和”）。此后弧高度与喷丸时间呈线性关系，见图13。弧高度曲线上饱和点处的弧高度值就定义 为该组工艺参数的喷丸强度。

8. 6. 2. 2 表面覆盖率

图11试片弧高度量规的结构尺寸

图12试片弧高度的测量

在弹簧被喷丸表面的规定部位上，喷丸弹坑的面积与要求喷丸的全部面积的比值称为表面覆 盖率。 表面覆盖率的检测可以与样片（图14）比较来测定。用25倍放大镜对照图样目测，作出判断。 注：超过100%的表面覆盖率用喷丸时间来计算。例如：200%表面覆盖率表示弹簧喷丸时间为获得100%表面覆 盖率所需时间的两倍，

在弹簧被喷丸表面的规定部位上，喷丸弹坑的面积与要求喷丸的全部面积的比值称为表面 表面覆盖率的检测可以与样片（图14）比较来测定。用25倍放大镜对照图样目测，作出判断。 注：超过100%的表面覆盖率用喷丸时间来计算。例如：200%表面覆盖率表示弹簧喷丸时间为获得100%表面 多所需时间的两倍。

按GB/T224的测定方法，从未经抛丸的弹簧或同批、同规格及相同热处理条件的试样上截取 料作样品，检查脱碳。

按GB/T6394的测定方法，从弹簧或同批、同规格及相同热处理条件的试样上截取一段材料，在其 横截面上进行金相试验测定晶粒度

B/T6394的测定方法，从弹簧或同批、同规格及相同热处理条件的试样上截取一段材料，在其 进行金相试验测定晶粒度

钢棒内部缺陷应按GB/T4162的方法进行超声波检验。钢棒直径小于或等于20mm不需检验 簧的类别无关。

8.7.4非金属夹杂物

试样应取自与弹簧材料同一批钢棒，按GB/T10561规定的方法检测夹杂物的级别。试验方法 合GB/T10561的规定。

行，不同方法得到的硬度值应通过GB/T33362一2016进行换算。

材料机械性能的测试应按GB/T228.1的规定进行，制取试件应符合GB/T2975的规定。 式样应取自与制造弹簧相同的钢棒，且与弹簧有相同的热处理工艺。

除图样要求或供需双方协商规定外按以下规则进行： a）冲击吸收能量试验应按CB/T229的规定进行，U形缺口深度为5mm，制取试件应符合GB/T297 h）试样应取自用来制造弹簧的钢棒，且与弹簧有相同的热处理工艺。

依据弹簧试验的形式和尺寸，试样应是弹簧本身或用标准试样。 在盐雾试验中，耐腐蚀能力的检验应按GB/T10125—2012的规定。其评估标准应按GB/T64 的规定

弹簧的疲劳试验应按附录C的规定。

同一熔炼炉、同一热处理制度、同一规格，且每批强

弹簧应单个或整批包装，以免运输中损坏。包装时，至少应标明以下信息： a）制造厂标识； b） 商品重量； 商品数量； d）商品的名称

本附录规定了悬挂装置钢制螺旋弹簧几何尺寸特性及圈间距离。 适用于具有如下特征的悬挂弹簧： 一圆柱弹簧； 等节距； 圆钢制成；

钢制圆柱螺旋压缩弹簧几何尺寸特性

柱弹资内径D，、外径D。的定义见图1弹簧轴尚特性示例。 根据弹簧在悬挂系统中的安装条件，技术要求中应明确规定D,及其公差或外径D,及其公差。 若D.、D.未注明公差，则按表A.1的规定

内、外径数值应直接从自由态下的弹簧上测得。测量外径时，以测得的最大点为准；测量内径时， 以测得的最小点为准。

圆柱弹簧自由高度L。的定义见图1弹簧轴向特性示例。 当以弹簧自由高度为基准高度时，技术要求中应明确规定L。及其公差。 2检验 弹簧自由高度检测按CB/T23934的规定。

A. 4. 2. 1要求

除技术要求中另有规定外，两个端圈末端经磨平后，其厚度应在3mm至棒材截面公称 之间。对于钢棒直径小于25mm的弹簧末端厚度应另作要求。弹簧末端和与有效圈相邻靖 大于或等于2.5mm的圆滑过渡，见图A.1。

A. 4. 2. 2 检验

图A.1弹簧端圈及接触线

按7.2.2.1规定，当弹簧受静载荷F，时，端圈形式为并紧、磨平（形状1）弹簧上下两个端图接触 应为中径D的0.33倍以上，至少应达到20mm；端圈形式为碾尖、并紧和磨平（形状2）弹簧，钢 d≥20mm时，则应到达20mm以上：钢棒直径d<20mm时，则应大于或等于钢棒直径d。

接触线长度数值应用压印纸直接从弹簧上拓印测得。 测量时压印纸总厚度不应大于0.2mm。 验要求如下： a) 检验过程中，弹簧端圈应保持平行和同轴。 b) 弹簧应受轴向压缩载荷，包括以下步骤： 1）轴向载荷从0增加到Fv； 2）使载荷F,保持在F，×（1±0.01）的范围内； 3）测量接触线的长度。

本附录规定的弹簧两个端圈应互相平行，且垂直于弹簧轴线。 技术要求中应规定端圈相对弹簧轴线的最大允许垂直度的公差。 弹簧若未注明垂直度公差，则其自由状态时的垂直度公差可按如下取值： 对于A类、B类弹簧：弹簧自由高度L。≤150mm公差p≤2%Lo； 弹簧自由高度L。>150mm公差p≤1.5%L。

垂直度公差用平板和直角尺按GB/T23934的规

圆钢棒材螺旋弹簧表面质量的磁粉探伤

纵问峡陷：由浴看弹黄纵轴方问电流磁化 横向缺陷：由通过辅助导体的电流磁化，辅助导体置于弹簧螺旋线的轴线上。 使用的检查装置应能够在前面指出的方向上产生环状磁化，每个磁化方向的磁场强度至少是 3kA/m。磁感应水平通过磁化电流的强度识别。 缺陷可通过含有荧光粉的磁性溶液探测，溶液不应对检查部分产生有害影响。检查应在辐射照度 大于或等于15W/m的紫外线光下进行，并在距离0.3m处测量。周围环境的光照度应小于或等于 10Ix。 系统灵敏度检验应在现场进行，包括测量场强和使用已知类型、位置、尺寸和分布的真实缺陷的参 考环体。如不能满足这些条件，可以使用人工制造缺陷的参考环体。 注：与上述不同方向的缺陷可以用相同的方法探测，但应使用更大的磁场强度。在此情况下，纵向缺陷和横向缺陷 不能出现规律性差异

在弹簧末端用电极时应特 可电动 电流通过后，弹簧尤其是末端可能留有 磁场，检查后应退磁。退磁允许用交流电通过 电流应稳定地从最大值减到零。 经 残余磁场不应超过0.3kA/

高速工程堑边坡生态防护工程施工组织方案悬挂装置钢制螺旋弹簧的疲劳试验

对于只承受轴向载荷的弹黄（B类、C类弹黄），只进行轴向疲劳试验。 对于要同时承受轴向载荷和横向载荷的弹簧（A类弹簧），应进行轴向和横向疲劳试验。 疲劳试验机应采用正弦（或近似正弦）的力或位移加载。精度应在1.5级以上。 疲劳试验机应有自动记数功能，到设定的次数后能自动停机，以及当弹簧折断后有自动停机功能 以确保安全。 在做疲劳试验时，可按照车上实际情况，加装橡胶垫。

试验时，受试弹簧装在专用支座上，应与机车车辆上实际安装条件相同（特别是定位装置的型式、 直径和高度）。在试验期间上下支承间保持平行、同轴。 试验载荷为F,±KF，其中K为动荷系数，除技术要求另有规定外，货车取K=0.4；动车组取K=0.3； 其他取K=0.25。 试验频率：1Hz~5Hz。 循环次数：A类、B类弹簧不应低于2×10°； C类弹簧不应低于3×10°。 加载方法：先施以等于静载荷的预加载荷，再逐渐施加动载荷至规定的数值及频率，待力（或位移） 的示数稳定后，开始记录疲劳试验的循环次数。 试验应连续进行，除改变工况或正常检查试验机外不应任意停机。停机原因及停机时间应作 记录。 或破裂时允许停机更换橡胶垫后继续进行试验

试验时一般为弹簧上端固定，下端可以在个方向任意滑动（见图C.1）。 黄上下文净 面应保持平行。在垂向加载至轴向静载荷F,的条件下再加横向载荷，横向加载常用横向位移表示。除 技术要求中另有规定外，可按表C.1的加载方式。 试验应先做大载荷工况，后做小载荷工况。 试验应连续进行，除改变工况或正常检查试验机外不应任意停机。如有停机，应记录停机原因及 停机时间。 带橡胶垫试验的弹簧若橡胶垫失效或破裂时允许停机更换橡胶垫后继续进行试验，

C.4疲劳试验后的检查

对于A类、B类弹簧经垂向及横向疲劳试验后进行探伤检验，不应出现疲劳裂纹或断裂。对于A 类弹簧试验后应检查弹簧的永久变形，试验前后弹簧的自由高度差小于等于0.5mm。 对于C类弹簧.疲劳试验后，不应发生断裂。

T／CIS 03002.1-2020标准下载图C.1横向疲劳试验装置示意

橡胶垫不应出现裂纹，橡胶与金属接合处不应有发黏及脱离现象，如出现这些情况，允许更换格 后继续试验直至疲劳试验结束。

003供动车和拖车用的热卷或冷卷螺旋压缩弹