Đọc một lò xo bị gãy: Vị trí gãy cho biết nguyên nhân

Lấy hai nửa, đặt dưới kính lúp và quan sát các mặt gãy. Làm việc này trước khi làm sạch chúng. **Gãy mỏi** có hai vùng. Một vùng nhẵn, phẳng, thường hơi đổi màu, nơi vết nứt phát triển chậm, đôi khi có các vân cong mịn như vân bãi biển cho thấy nơi nó dừng và bắt đầu lại; và một vùng thô, sáng, kết tinh, nơi kim loại còn lại cuối cùng bị xé đứt. Hãy tìm vùng nhẵn và lần ngược theo nó — nó chỉ về điểm khởi nguồn, và điểm khởi nguồn chính là khuyết tật. **Vùng thô càng nhỏ, tải trọng càng thấp.** Một lò xo gãy dưới tải nhẹ đã làm vết nứt dài ra rất lâu trước khi phần còn lại đứt. Một lò xo có vùng thô lớn gãy ngay sau khi vết nứt bắt đầu, nghĩa là tải trọng đã cao. **Gãy giòn** có bề mặt thô và sáng trên toàn bộ, phẳng, vuông góc với dây, không có vùng nhẵn nào. Đây là một sự kiện đơn lẻ, và trên lò xo thường có nghĩa là giòn do hydro từ mạ, hoặc dây bị tôi cứng quá mức, hoặc quá tải cực lớn thực sự. Nếu lò xo đã được mạ và gãy sớm, hãy nghi ngờ lớp mạ. **Gãy dẻo** có bề mặt xỉn, bị xé rách, và dây bị thắt cổ hoặc xoắn có thể nhìn thấy gần chỗ đứt. Nó đã biến dạng trước khi đứt. Đây là quá tải thực sự, và lò xo thường cũng bị biến dạng vĩnh viễn. **Hãy xem xét cụ thể điểm khởi nguồn.** Nằm ở phía trong vòng xoắn là bình thường đối với gãy mỏi. Nằm ở phía ngoài thì không bình thường, và cho thấy lò xo đã bị chịu tải ngược chiều, hoặc bị oằn và cọ xát. Tại một vết xước sáng có nghĩa là có vật va đập hoặc cọ xát vào nó. Tại một vết rỗ có nghĩa là ăn mòn đã khởi phát.

**Ở giữa thân, bên trong vòng xoắn.** Đây là hỏng do mỏi thông thường. Ứng suất luân phiên quá cao so với số chu kỳ mà lò xo đã chịu. Hãy sửa tải trọng, lực căng trước hoặc quá trình bắn bi (peening) — xem bậc mỏi — chứ không phải thép. **Cách đầu mài một hoặc hai vòng.** Nghi ngờ quá trình mài: đầu bị cháy hoặc quá nhiệt sẽ để lại ứng suất dư kéo đúng ngay vị trí lò xo tựa vào. Cũng nghi ngờ bệ tựa không đều, khiến vòng đó chịu tải nhiều hơn các vòng khác. **Ở vòng cuối cùng, trên lò xo nén.** Bệ tựa. Hoặc nó không phẳng, hoặc có mép nhô lên, hoặc lò xo không vuông góc và bị lắc trên bệ. **Ở chỗ uốn móc, trên lò xo kéo.** Đây là hỏng hóc phổ biến nhất trong mọi công việc về lò xo, và thường là vấn đề thiết kế hơn là vấn đề sản xuất: bán kính uốn quá nhỏ. Thay thế bằng lò xo có cùng móc cũng sẽ gây ra điều tương tự. Khắc phục bằng móc kéo dài, bán kính uốn lớn hơn, hoặc ống lót ren. **Ở chỗ các nhánh rời khỏi vòng xoắn, trên lò xo xoắn.** Ứng suất cao nhất tại điểm chuyển tiếp, và tình trạng này trầm trọng hơn nếu có góc nhọn ở chỗ uốn. Cũng kiểm tra xem lò xo có đúng chiều xoắn hay không. **Nhiều vòng bị gãy, hoặc một vòng bị mài phẳng.** Không phải gãy đơn thuần — lò xo đã bị oằn, hoặc bị ép hết cỡ, và đã cọ xát vào thứ gì đó. Hãy tìm vết mòn tương ứng trên vỏ hoặc trên thanh dẫn. **Mọi lò xo trong bộ đều bị gãy.** Đây là vấn đề của hệ thống: cộng hưởng, tải trọng va đập, hoặc nhiệt độ. Một lần hỏng là lỗi của một lò xo; năm lần hỏng giống hệt nhau là lỗi của cả máy.

**Ăn mòn rỗ** là dạng lớn nhất. Một lỗ rỗ là một vết khía sắc nhọn, nó hình thành trên bề mặt nơi ứng suất cao nhất, và trên một lò xo đã được bắn bi (peened) thì nó sẽ làm mất lớp ứng suất nén vốn đang thực hiện chức năng chịu lực. Lò xo đặt ở nơi ẩm ướt nên được đặc tả với điều đó trong đầu, không chỉ đơn giản là sơn — sơn không bám được trên bề mặt bị uốn biến dạng. **Nứt do ăn mòn ứng suất** cần ứng suất và môi trường ăn mòn cùng lúc, và một lò xo chịu tải luôn có ứng suất. Các vết nứt phân nhánh và chạy ngang dây, và bề mặt gãy thường không có vùng mỏi. Thép không gỉ trong môi trường clorua là một tổ hợp điển hình, đó là lý do vì sao 'thép không gỉ' không tự động là lựa chọn đúng cho ứng dụng ẩm ướt. **Mài mòn do fretting** xảy ra ở những nơi hai vật thể cọ xát ở mức vi mô — vòng cuộn cọ vào vòng cuộn trong một cặp lồng nhau, hoặc vòng cuộn cuối cọ vào bệ đỡ của nó. Nó biểu hiện dưới dạng bột màu nâu đỏ và một vệt mờ, và nó khởi phát các vết nứt mỏi rất hiệu quả. **Giòn hydro**, do mạ hoặc do tẩy gỉ bằng axit trước đó. Lò xo bị gãy giòn, thường trong vòng vài ngày sau khi lắp đặt, ở một tải trọng mà lẽ ra nó phải chịu dễ dàng. Cách khắc phục là nung ủ sau khi mạ, và cách phòng ngừa là đặt câu hỏi liệu lò xo có thực sự cần mạ hay không. **Nhiệt.** Một lò xo đã từng ở gần mỏ hàn hoặc phanh đã bị ram, và nó sẽ không còn là lò xo như trước nữa. Hãy tìm dấu hiệu đổi màu. **Tiếp xúc với bất cứ thứ gì.** Một lò xo chạm vào vỏ bọc của nó sẽ bị mòn tạo thành mặt phẳng, và một mặt phẳng trên bề ngoài vòng cuộn là một điểm tập trung ứng suất và là dấu hiệu cho thấy nó đã bị oằn. Hãy tìm vết tương ứng trên bộ phận kia trước khi cho rằng lỗi là do lò xo.

Sáu câu hỏi. Chúng chỉ mất năm phút nhưng là sự khác biệt giữa một lần sửa chữa và một lần phải làm lại. **1. Lò xo thay thế có thực sự giống hệt không?** Đo dây bằng panme và đường kính cuộn bằng thước cặp, rồi đếm số vòng. Một lò xo trông có vẻ đúng nhưng có dây mỏng hơn một phần mười milimét sẽ chỉ còn 78% độ cứng — lại là lũy thừa bậc bốn. **2. Lò xo được lắp ở chiều dài nào?** Hãy đo tại vị trí lắp đặt, không đo theo catalogue. Ghế lắp bị mòn, thiếu miếng đệm hoặc giá đỡ bị cong sẽ làm thay đổi chiều dài làm việc, và do đó thay đổi lực cũng như ứng suất, không kém gì một lò xo sai. **3. Có thứ gì có thể ép lò xo đến khi nén hết không?** Nếu có, và nó không được thiết kế để chịu việc đó, thì đó chính là câu trả lời và cần lắp chốt chặn để khắc phục. **4. Ghế lò xo có phẳng và vuông góc không?** Đặt lò xo lên một mặt phẳng với thước vuông áp vào. Nếu nghiêng quá khoảng 3 độ thì nó sẽ chịu tải lệch về một phía trên mọi vòng cuộn. **5. Có chỗ nào đang cọ xát không?** Tìm các vết sáng bóng trên các vòng cuộn và các vết tương ứng trên vỏ hoặc thanh truyền. Cọ xát có nghĩa là bị oằn hoặc không đủ khe hở, và cả hai đều sẽ tái diễn. **6. Tại sao lại xảy ra bây giờ?** Nếu máy đã chạy nhiều năm mà trong một tháng lại làm gãy hai lò xo, thì có điều gì đó khác đã thay đổi — tốc độ, tải trọng, nhiệt độ, hoặc một nhà cung cấp khác. Lò xo đang phản ánh tình trạng của máy. **Sau đó hãy ghi lại chiều dài tự do và chiều dài lắp đặt** trước khi đóng máy lại. Lần sau, bản ghi đó sẽ biến toàn bộ bước này thành một phép trừ đơn giản.