碟形彈簧及碟形彈簧組的摩擦因素。
根據(jù)不同的彈簧組合方式,隨碟形彈簧組的壓縮和張開(kāi),單個(gè)彈簧之間/彈簧與導(dǎo)向元件之間以及彈簧承載部位的摩擦力都會(huì)升高。因此,對(duì)于給定的彈簧應(yīng)用條件,理論計(jì)算的加載和卸載特性曲線都會(huì)與實(shí)際曲線存在偏差。單個(gè)碟形彈簧的摩擦彈簧壓縮時(shí)的摩擦力產(chǎn)生與加載力矩起反作用的力矩,因此使壓縮力增大。彈簧回復(fù)時(shí),摩擦力矩則加載力矩方向相同,從而減小所需的保持力。實(shí)際的摩擦系數(shù)與加載部件表面的拋光程度/碟形彈簧邊緣和倒角半徑以及潤(rùn)滑條件等因數(shù)有關(guān)。疊合組合碟形彈簧組的摩擦由N片彈簧組成的疊合組合彈簧組壓縮時(shí),除加載部位彈簧邊緣產(chǎn)生的摩擦力外,彈簧上下接觸表面之間也會(huì)產(chǎn)生方向相反的徑向摩擦力。這些摩擦力產(chǎn)生的N個(gè)摩擦力矩與加載力矩相互作用,從而使得彈簧組在壓縮過(guò)程中加載力增大,在回復(fù)過(guò)程中保持力減小。實(shí)際的載荷偏差與彈簧變形無(wú)關(guān)。采用用厚度較大的碟型彈簧(A系列)將會(huì)產(chǎn)生較大阻尼作用。經(jīng)驗(yàn)表明,碟形彈簧組載荷特性曲線的偏差隨彈簧組內(nèi)疊合組合彈簧數(shù)量的增加而增大。
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碟形彈簧的應(yīng)用內(nèi)容相關(guān)介紹。碟形彈簧給我們帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)還是很多的,但是在實(shí)際的應(yīng)用中會(huì)有哪些內(nèi)容是我們應(yīng)該提前進(jìn)行了解的呢?
如果我們所使用到的產(chǎn)品是圓柱螺旋彈簧,那么擁有很大的工作范圍之外,我們可以使用此款產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行替代,并且完成的工作效果會(huì)更好上許多。所以也就適合適用于一些重型的機(jī)械產(chǎn)品當(dāng)中,比如說(shuō)飛機(jī)還有大炮這樣的武器,它能夠提供一些減震和強(qiáng)力緩沖的平臺(tái),在汽車(chē)的內(nèi)部離合器以及拖拉機(jī)的安全閥里面起到的作用非常的大,也常常使用于一些器械里面的儲(chǔ)能元件產(chǎn)品。但是同時(shí),它會(huì)有一個(gè)缺點(diǎn)的存在。比如說(shuō),它本身所能夠承受的負(fù)荷有時(shí)候所產(chǎn)生的偏差是我們每個(gè)人所不能夠保證的。我們將碟形彈簧以截面形狀進(jìn)行分類(lèi)的話,一種有普通的還有一種是帶徑向溝槽款式的,末尾一種是梯形截面積產(chǎn)品三個(gè)分類(lèi)中的產(chǎn)品在特點(diǎn)上也是不一樣的。
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在碟形彈簧的選用主要注意問(wèn)題:
1.介質(zhì)問(wèn)題:可以選用不同的產(chǎn)品材質(zhì)來(lái)解決。比如有標(biāo)準(zhǔn)鋼材,耐高溫鋼材,耐腐蝕鋼材,鎳鈷合金等。
2.預(yù)緊問(wèn)題:碟簧主要靠預(yù)緊變形而達(dá)到防松動(dòng)問(wèn)題,從工作原理上講,碟簧越厚,所提供的張力越大,抵抗的脈沖壓力也大;碟簧越薄,自由高度與厚度的比值越大,所提供的允許變形量越大。由于碟簧的厚度確定的張力與變形量成反比,即為一對(duì)矛盾,所以對(duì)于單個(gè)碟簧所提供的張力或變形量不能滿足工況需求時(shí),可以通過(guò)碟簧的組合來(lái)解決。
核工分析碟形彈簧常用的繃簧鋼在加工過(guò)程中的留心事項(xiàng):繃簧鋼在軋制加工中須特別留心脫碳和表面質(zhì)量。
鋼材表面嚴(yán)峻脫碳時(shí),會(huì)明顯降低鋼的疲倦極限。關(guān)于高硅繃簧鋼如70Si3MnA,應(yīng)留心避免石墨化。因此,在熱加工時(shí)停軋溫度不該過(guò)低(≥850),避免在石墨化較易構(gòu)成的溫度計(jì)劃(650~800)內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)??嚮芍瞥珊蠼?jīng)噴丸處理能使繃簧表層發(fā)生剩下壓應(yīng)力,以抵銷(xiāo)表層上的有些作業(yè)應(yīng)力,克制表層裂縫的構(gòu)成,這可明顯行進(jìn)繃簧的疲倦極限。
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碟形彈簧是在軸向上呈錐形并承受負(fù)載的特殊彈簧,在承受負(fù)載變形后,儲(chǔ)蓄一定的勢(shì)能,當(dāng)螺栓出現(xiàn)松弛時(shí),碟形彈簧釋放部分勢(shì)能以保持法蘭連接間的壓力達(dá)到密封要求。碟形彈簧應(yīng)力分布由里到外均勻遞減,能夠?qū)崿F(xiàn)低行程高補(bǔ)償力的效果。碟形彈簧分類(lèi):根據(jù)截面形狀的不同可以分為三類(lèi):包括普通碟形彈簧(其截面形狀為矩形)、帶徑向溝槽的碟形彈簧、梯形截面碟形彈簧。普通碟形彈簧分為有支撐面和無(wú)支撐面兩類(lèi);帶徑向溝槽的碟形彈簧是在普通碟形彈簧的基礎(chǔ)上,沿徑向開(kāi)出若干個(gè)均勻分布的槽,槽可以由內(nèi)孔向外圓方向開(kāi)出,也可以由外圓向內(nèi)控方向開(kāi)出;梯形截面碟形彈簧可以分為內(nèi)緣厚度大于外援厚度型和內(nèi)緣厚度小于外圓厚度型兩類(lèi)。由于單片碟形彈簧的變形量和負(fù)荷值往往不能滿足使用要求,這時(shí)可以成組使用,組成碟簧組合件(柱)。典型的組合方式為:疊合組合碟簧,復(fù)合組合碟簧和其它組合碟簧。
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碟形彈簧的失效原因分析。外因分析:碟形彈簧單位體積的變形能較大,用于吸收沖擊和消散能量,在受到載荷長(zhǎng)期沖擊作用時(shí),可能產(chǎn)生徑向貫穿裂紋;且碟簧工作時(shí)位于碟簧凹面內(nèi)環(huán)面和端面交界處,承載比較大拉應(yīng)力,在拉應(yīng)力長(zhǎng)久作用下碟簧可能失效。內(nèi)因分析:1.加工產(chǎn)生裂紋。碟形彈簧由熱鍛加工成型,淬火+高溫回火調(diào)質(zhì)處理,噴丸強(qiáng)化處理表面,整個(gè)加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)碟簧內(nèi)部微裂紋,造成應(yīng)力集中,在使用過(guò)程中若負(fù)載過(guò)大會(huì)加速碟簧疲勞失效甚至開(kāi)裂。2.熱處理不合理。碟簧熱處理時(shí),調(diào)質(zhì)處理,由于回火溫度與回火后的冷卻速度不當(dāng)或出現(xiàn)偏差(譬如回火后的冷卻速度過(guò)于緩慢),產(chǎn)生高溫回火脆性;熱處理表面出現(xiàn)脫碳現(xiàn)象,對(duì)碟簧的疲勞壽命產(chǎn)生不良影響,使碟簧的彈性極限和疲勞壽命惡化,有利于促成裂紋的形成。3.由于材料成分不合理,成分偏析導(dǎo)致碟簧性能不均勻。例如,60Si2Mn作為碟簧材料時(shí),含Si量偏低,降低碟簧屈服強(qiáng)度,導(dǎo)致零件提前發(fā)生脆變,甚至開(kāi)裂;含P量偏高,則加劇鋼的脆性傾向和成分偏析;而雜物的存在則分割了基體的連續(xù)性,成為裂紋敏感的區(qū)域,特別當(dāng)分布于零件表面時(shí),容易造成壓力集中,為應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂優(yōu)先選擇了通道。
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