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【概要描述】碟形彈簧概述,碟簧原理,蝶形彈簧基本選型,蝶形彈簧的技術(shù)要求,碟形彈簧的材料等知識分享。
【概要描述】碟形彈簧概述,碟簧原理,蝶形彈簧基本選型,蝶形彈簧的技術(shù)要求,碟形彈簧的材料等知識分享。
(1).碟簧的概述
碟形彈簧因其外形猶如一只無底的金屬盤子似碗碟狀而得名,簡稱碟簧,又稱貝爾墊圈。它由外徑(D)、內(nèi)徑(d)、厚度(t)、高度(Ho)四個參數(shù)組成,可以承受軸向載荷,常用金屬鋼帶、鋼板或鍛坯加工而成的彈性元件。
碟形彈簧是法國人貝利維爾(J.Belleville)于是1866年發(fā)明的,當(dāng)時主要是作為墊圈使用,并在美國及法國申請了專利,因此又被稱為貝氏彈簧(Belleville Spring)。我國的碟形彈簧的研究主要是在上世紀(jì)七十年代,八十年代后開始有企業(yè)生產(chǎn)碟簧,隨著我國改革開放,進(jìn)口設(shè)備的引進(jìn),碟簧的使用越來越廣泛。
(2).碟簧的原理
碟簧是承受軸向載荷的錐形環(huán)狀碟片。一般情況下,盤片厚度恒定不變,載荷均勻分布在上表面內(nèi)邊緣和下表面外邊緣。碟簧通常用彈簧鋼制成,可以承受靜態(tài)載荷,沖擊載荷或動態(tài)交變載荷,能夠滿足嚴(yán)格的疲勞壽命和加載損失的要求。
(3).碟簧特征
1) 在負(fù)荷作用方向上尺寸較小,且能在很小變形時承受很大負(fù)荷,軸向的空間緊湊,具有較大變形能。
2) 具有變剛度特性,根據(jù)不同的h0/t,可得到近似直線,漸減型、漸增型、零剛度乃至負(fù)剛度的特性。
3) 組合自由、方便,可以標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),使用、維修、管理方便。
(4).選碟簧的基本型式
碟形彈簧分為無支承面和有支承面兩種型式。有支承面碟簧由于邊緣是圓角,而大大減少了在碟簧發(fā)揮作用過程中回彈時的摩擦力導(dǎo)致的張力損耗??梢詥蝹€使用,也可對合組合、疊合組合或復(fù)合組合成碟簧組使用。承受靜負(fù)荷或變負(fù)荷。適用于安裝空間小,而且需要大負(fù)荷之重機(jī)械或者模具。目前歐美、日本等先進(jìn)國家的工程師在機(jī)械元件上,已將碟形彈簧大量應(yīng)用。除了安全性能考量,也取代原先傳統(tǒng)螺旋彈簧使用空間和負(fù)荷有限及壓縮行程過大等缺點(diǎn),并提高機(jī)械之性能。
有支撐面可以使單片碟簧壓縮空間更大,彈簧質(zhì)量更輕,節(jié)約了材料的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了與不帶支撐面碟簧在75%相同位移時擁有相同載荷。由于支撐面原因,將受力點(diǎn)往里移動了,造成杠桿臂在縮短,在轉(zhuǎn)矩相同的情況下,載荷會增大,補(bǔ)償了由于厚度減少損失的載荷,達(dá)到了相同的現(xiàn)象。帶支撐面的碟簧除了輕量化與壓縮量增大,帶支撐面的碟簧在組合使用時更容易堆疊,不容易出現(xiàn)錯位。支撐面大小一般為外徑尺寸的1/150
(5).碟簧的技術(shù)要求
1) 材料在GB/T1972-2005標(biāo)準(zhǔn)中推薦使用60Si2MnA或50CrVA材料,也可以選用不銹鋼、耐熱鋼或其他銅合金、鈦合金、鎳基、鈷基合金等。
2) 尺寸與形位的極限偏差:
我國標(biāo)準(zhǔn)將碟簧的尺寸、負(fù)荷精度分為一級和二級精度。尺寸包括直徑(內(nèi)、外徑)、厚度、自由高度。
3) 形位極限偏差:我國標(biāo)準(zhǔn)沒有,但德國DIN2093有要求,如同心度,D≤50為2.1T11 ;D〉50時,為2.1T12。國標(biāo)只有表面粗糙度,這些具體數(shù)據(jù)都在GB/T1972-2005
中載明。
4) 表面處理、熱處理、強(qiáng)壓處理都有明確要求。表面不論是氧化、磷化都不允許有對使用有害的毛刺、裂紋和傷痕缺陷。需淬、回火處理的,淬火次數(shù)不得超過兩次,硬度在42HRC~52HRC中間,單邊脫碳層深度對1類碟簧不應(yīng)超過其厚度的5%,2、3類碟簧不應(yīng)超過其厚度的3%(最大不超過0.15mm).
5) 強(qiáng)壓處理是必須的工序。處理方法是用≮2Ff=0.75h0的負(fù)荷壓縮彈簧,持續(xù)時間≮12h,或短時壓縮,壓縮次數(shù)≮5次。
6) 特殊表面防腐處理以及強(qiáng)化處理特殊技術(shù)要求(如疲勞、松弛、蠕變等)均由雙方協(xié)議規(guī)定,不作為國家標(biāo)準(zhǔn)硬性規(guī)定。
(6)碟簧常用材料有:
1、彈簧鋼:65Mn、T7A、T8A、T9A、T10A、60Si2MnA、50CrVA、70Si2CVA、30W4Cr2VA;
2、不銹鋼:馬氏體不銹鋼:3Cr13;奧氏體不銹鋼:301、302、316;國產(chǎn)牌號為:12Cr17Ni7、12Cr18Ni9、06Cr19Ni10、0Cr17Ni12Mo2;沉淀硬化型不銹鋼:630、631、632;國產(chǎn)牌號為:05Cr17Ni4Cu4Nb、07Cr17Ni7Al、07Cr15Ni17Mo2Al;
3.高彈性合金:3J21;
4.彈性元件用合金:3J1、3J53;
5.銅合金:硅青銅、錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、鋁白銅、白銅、;
6.耐高溫彈性合金:
GH4169、Inconel 718即NiCr19Fe18Nb5Mo3TiB;
GH4145、Inconel ×750即NiCr15Fe7NbTi2Al;
GH4090,即Nimonic90;
7.鈷基合金:HS25(L-605);
8.鈮基合金:55NbTiAl;
9.金屬、陶瓷、記憶合金、聚氨酯、橡膠、塑料、 玻璃纖維、碳素纖維都可以制造碟形彈簧。
(7).碟簧的類型
一般分為普通的碟形彈簧,帶徑向溝槽的碟形彈簧,梯形截面碟形彈簧。
碟形彈簧(碟簧)按其用途可分為防松碟簧、耐高溫碟簧、耐低溫碟簧、防腐蝕碟簧、高扭矩碟簧、超高扭矩碟簧、軸承預(yù)緊碟簧、閥門用碟簧等等
碟形彈簧選型要素:
尺寸:各產(chǎn)品具體尺寸要素在國內(nèi)及國際標(biāo)準(zhǔn)中均有具體規(guī)定。主要尺寸有外徑D、內(nèi)徑d、厚度t、自由高度H等。
溫度:碟簧根據(jù)工作特性及材質(zhì)特征主要分四類溫度區(qū)間:常溫、150℃、300℃、600℃。
狀態(tài):客戶設(shè)備的工作狀態(tài)如預(yù)緊行程、振動情況、脈沖壓頻次、頻譜、預(yù)緊力等因素。
介質(zhì):工作環(huán)境往往對碟簧的選擇有明確的要求,主要因素有:介質(zhì)的腐蝕性、PH值等。
壓力:幾個點(diǎn)的載荷,及高頻次疲勞
(8)碟簧的特性曲線及安裝方式
疊加組合時盡量減少所用簧片的數(shù)量。
疊加的簧片越多,彈性的摩擦損耗越大,簧片平面變形越大,推薦疊加長度L0≤3De,簧片間涂布潤滑劑(潤滑脂、二硫化鉬等)
銳爾立彈性技術(shù)有限公司由碟形彈簧GB/T1972國家標(biāo)準(zhǔn)編寫者創(chuàng)立專注于碟形彈簧,膜片彈簧、不銹鋼碟簧、耐高低溫碟形彈簧的研發(fā)與制造。擁有從原材料到專用設(shè)備及產(chǎn)品制造完整生產(chǎn)鏈。應(yīng)用于汽車行業(yè)、航空航天、電梯制動、機(jī)床主軸、軌道交通、閥門、電力開關(guān)、石油鉆井、船舶制造、風(fēng)力制動、芯片IGBT、電機(jī)等行業(yè)。銳爾立已服務(wù)3000多家工業(yè)企業(yè),始終堅(jiān)持給每一個客戶提供最優(yōu)的產(chǎn)品與技術(shù)解決方案!