碟形弹簧的特点-变形量小碟形弹簧在承载负荷的过程中,变形量相对较小。其特殊的碟形构造使得它在受力时主要是通过碟片的弹性变形来缓冲和承载,这种变形方式不像一些线性弹簧那样会产生较大幅度的伸缩。以精密仪器设备为例,内部的碟形弹簧在起到支撑、复位等作用时,因其变形量小,不会过多改变仪器原有的精密结构位置关...
碟形弹簧是用金属板料或锻压坯料而成的截锥形截面的垫圈式弹簧。
碟形弹簧主要类型:(1)普通碟形弹簧、梯形截面碟形弹簧、锥形梯形截面。碟形弹簧:形状和结构简单,应用较广。可以单个、对合、叠合组合或复合组成碟簧组使用,承受静载荷或变载荷,用于重型机械和飞机、大炮等武器中作为强力缓冲和减振弹簧。(2)膜片弹簧:主要用于汽车离合器上,由分离指和碟簧两部分的作用。(3)波形垫圈:机械密封中大量使用,进一步可发展为螺旋式波形弹簧。(4)开槽形碟形弹簧:通常用于离合器中,如车床、汽车和拖拉机等的离合器。(5)圆板形碟形弹簧:截面为圆板形,受载后产生变形而成为截圆锥形。结构简单,刚度较大,用于有特殊要求的场合。(6)螺旋碟形弹簧:具有碟形弹簧和螺旋弹簧的双重特性,可以获得不同刚度的要求。(7)波形圆柱弹簧。
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碟形弹簧的失效原因分析。外因分析:碟形弹簧单位体积的变形能较大,用于吸收冲击和消散能量,在受到载荷长期冲击作用时,可能产生径向贯穿裂纹;且碟簧工作时位于碟簧凹面内环面和端面交界处,承载比较大拉应力,在拉应力长久作用下碟簧可能失效。内因分析:1.加工产生裂纹。碟形弹簧由热锻加工成型,淬火+高温回火调质处理,喷丸强化处理表面,整个加工过程中会出现碟簧内部微裂纹,造成应力集中,在使用过程中若负载过大会加速碟簧疲劳失效甚至开裂。2.热处理不合理。碟簧热处理时,调质处理,由于回火温度与回火后的冷却速度不当或出现偏差(譬如回火后的冷却速度过于缓慢),产生高温回火脆性;热处理表面出现脱碳现象,对碟簧的疲劳寿命产生不良影响,使碟簧的弹性极限和疲劳寿命恶化,有利于促成裂纹的形成。3.由于材料成分不合理,成分偏析导致碟簧性能不均匀。例如,60Si2Mn作为碟簧材料时,含Si量偏低,降低碟簧屈服强度,导致零件提前发生脆变,甚至开裂;含P量偏高,则加剧钢的脆性倾向和成分偏析;而杂物的存在则分割了基体的连续性,成为裂纹敏感的区域,特别当分布于零件表面时,容易造成压力集中,为应力腐蚀开裂优先选择了通道。
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碟形弹簧性能和结构:载荷特性曲线反映碟型弹簧的载荷变形特性。根据尺寸情况满载和特性曲线或多或少都是逐步递减直至水平状态。特殊情况下,也可将其设计成变形超出水平状态。碟型弹簧通常作为模块化组件使用。一组单片碟型弹簧按照相同方向叠合使用,称作叠合组合碟型弹簧;反之,一组单片碟型弹簧按照不同方向交替对合使用,称作对合组合碟型弹簧叠合组合情况下,碟型弹簧组的变形与单个弹簧相同,给定变形量时的载荷则是单个弹簧的N倍(N=碟型弹簧组内单片弹簧片数)。对合组合情况下,碟型弹簧组变形是是弹簧组内单片弹簧变形量的总和,载荷则与单片弹簧相同。对于由单片碟型弹簧或弹簧组组成的组合碟型弹簧的变形和载荷计算,上述因素应考虑在内。
绷簧钢是以制作绷簧或类似绷簧功用零件的钢类。具有高的弹性极限、疲倦极限(尤其是缺口疲倦极限)以及必定的冲击耐性和塑性,首要在冲击、颤动等动载荷或长期周期性的交变应力的条件下运用。所以在各种状态下作业的绷簧都要有超卓的表面质量和较高的抗疲倦功用。在技能功用上,需经淬火、回火的绷簧钢,应具有必定的淬透性,不易脱碳,过热敏感性低和塑性较高,在热状态下易于成形。制作小规范绷簧用的钢丝要有均匀的硬度和必定的塑性。绷簧在作业常常遭到变载荷或冲击载荷的效果,为了确保绷簧能够耐久牢靠地作业,其资料有必要具有高的弹性极限和疲倦极限,一起应具有满意的耐性和塑性,以及超卓的可热处理性。
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核工分析碟形弹簧性能优化。
碟形弹簧轴向尺寸小、承载能力大、具有变刚度的非线性特性,因而在引进设备中获得广泛应用,特别是近年来在引进车辆的主离合器中,越来越多地采用了碟簧,以实现动力传递的分离与结合,因此,碟形弹簧设计的优劣,直接影响到车辆的使用性能。为此,本文就碟簧工作特性、优化设计及CAD方法进行讨论。同时开发了实用碟簧优化软件,根据优化结果对其进行了CAD设计,绘制了各种碟簧载荷与变形特性曲线、应力与变形曲线和碟簧零件工作图。为便于用户使用,软件中采用中西文结合方式,设计了两级彩色的界面菜单,从而形成了碟簧优化及CAD软件系统。
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碟形弹簧一直有着很大的运用空间,许多机械、工程都需要运用到这种类型的配件,可是不论运用在什么方面,碟形弹簧在自身质量上都有一定的要求。首先是碟形弹簧需要达到要求范围内的弹性,良好的弹性是碟形弹簧的基本要求,在弹性方面通常会有生产资料设计的需求。其次碟形弹簧还需要有功能性要求。有些碟形弹簧需要有良好的抗腐蚀性、耐高温性等特殊性能。由于它可运用的环境十分复杂,所以需要碟形弹簧在各个方面达到不同的指标。比如说有些环境会要求碟形弹簧需要具有抗腐蚀性,如果碟形弹簧没有良好的抗腐蚀性,一则是产品的不适用,二则即便可以勉强使用也会极大减少碟形弹簧的使用寿命。
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