核工分析碟形彈簧性能優(yōu)化。碟形彈簧軸向尺寸小、承載能力大、具有變剛度的非線性特性,因而在引進(jìn)設(shè)備中獲得廣泛應(yīng)用,特別是近年來(lái)在引進(jìn)車輛的主離合器中,越來(lái)越多地采用了碟簧,以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的分離與結(jié)合,因此,碟形彈簧設(shè)計(jì)的優(yōu)劣,直接影響到車輛的使用性能。
為此,本文就碟簧工作特性、優(yōu)化設(shè)計(jì)及CAD方法進(jìn)行討論。同時(shí)開(kāi)發(fā)了實(shí)用碟簧優(yōu)化軟件,根據(jù)優(yōu)化結(jié)果對(duì)其進(jìn)行了CAD設(shè)計(jì),繪制了各種碟簧載荷與變形特性曲線、應(yīng)力與變形曲線和碟簧零件工作圖。為便于用戶使用,軟件中采用中西文結(jié)合方式,設(shè)計(jì)了兩級(jí)彩色菜單,從而形成了碟簧優(yōu)化及CAD軟件系統(tǒng)。這對(duì)于碟簧一體化設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)引進(jìn)車輛離合器的國(guó)產(chǎn)化都具有重要意義。碟形彈簧的變形特性圖1是碟簧的變形特性曲線。b點(diǎn)是離合器摩擦片未磨損時(shí)處于接合狀態(tài)的工作點(diǎn),該點(diǎn)應(yīng)保證碟簧具有足夠的壓緊力,具備適當(dāng)?shù)膬?chǔ)備系數(shù)。P點(diǎn)為碟簧被壓平時(shí)的工作點(diǎn),故b點(diǎn)應(yīng)選擇在曲線SP之間。更多碟形彈簧的咨詢可以關(guān)注我司的官網(wǎng),歡迎新老客戶來(lái)電咨詢。
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高溫預(yù)緊蝶形彈簧扭力如何設(shè)定扭力值設(shè)定考慮的依據(jù)為:1)螺栓的極限扭力;2)原用螺栓緊固扭力;3)實(shí)現(xiàn)緊固的比較小預(yù)緊扭力。以上三個(gè)因素,缺一不可。
A、碟簧設(shè)定的預(yù)緊扭力值<實(shí)現(xiàn)緊固的比較小預(yù)緊扭力時(shí)此時(shí)被緊固件無(wú)法通過(guò)碟簧實(shí)現(xiàn)有效的預(yù)緊補(bǔ)償,碟簧是在該螺栓有效預(yù)緊區(qū)以下的無(wú)效預(yù)緊區(qū)內(nèi)工作,如按正常的螺栓扭力值上緊,此時(shí)的碟簧已被壓平,碟簧即真正意義上的墊圈,其效果與不如碟簧的效果是一樣的。
B、碟簧設(shè)定的預(yù)緊扭力值>螺栓的極限扭力時(shí)此時(shí)被緊固件亦無(wú)法通過(guò)碟簧實(shí)現(xiàn)有效的預(yù)緊補(bǔ)償,碟簧產(chǎn)生變形的前提是在該螺栓有效預(yù)緊區(qū)以上的超預(yù)緊區(qū)工作。如按正常的螺栓建議扭力值上緊,此時(shí)的碟簧無(wú)任何變形,加碟簧如加螺母一般,其效果與不加碟簧的效果亦是一樣的。
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碟形彈簧壓力測(cè)試步驟。碟形彈簧廠家生產(chǎn)的彈簧比較重要的測(cè)試是檢測(cè)彈簧的壓力是否良好,人們對(duì)彈簧的應(yīng)用是考慮彈簧壓力性能,對(duì)彈簧的壓力測(cè)試一般采用電子數(shù)顯彈簧壓力試驗(yàn)機(jī),它是測(cè)試彈簧拉伸、壓縮的變形量和符合關(guān)系特性的特殊儀器,適用于在拉伸、壓縮彈簧在一定工作長(zhǎng)度度下的工作負(fù)荷的測(cè)試,還可以用在橡膠、簧片等彈性期間的彈力負(fù)荷測(cè)試中。注意點(diǎn)如下:1.在對(duì)彈簧進(jìn)行正式的檢測(cè)之前,先將彈簧壓縮一次到實(shí)驗(yàn)的荷重,當(dāng)試驗(yàn)荷重比壓并荷重大時(shí),就可以進(jìn)行壓并荷重作為試驗(yàn)荷重,但是壓并力比較大不能超過(guò)定見(jiàn)壓并荷重的。2.對(duì)荷重檢測(cè)前的準(zhǔn)備:用對(duì)應(yīng)量程的三等規(guī)范測(cè)力計(jì)或者劃一以上精度的砝碼對(duì)荷重試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行勘正,確保試驗(yàn)機(jī)精密不要低于1%;同時(shí)用量塊勘正荷重試驗(yàn)機(jī)的長(zhǎng)度讀數(shù)誤差。
核工分析彈簧在不同場(chǎng)合下發(fā)揮著不同的功能:
1.測(cè)量功能.我們知道,在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長(zhǎng)(或壓縮)跟外力成正比。利用彈簧這一性質(zhì)可制成彈簧秤。
2.緊壓功能.觀察各種電器開(kāi)關(guān)會(huì)發(fā)現(xiàn),開(kāi)關(guān)的兩個(gè)觸頭中,必然有一個(gè)觸頭裝有彈簧,以保證兩個(gè)觸頭緊密接觸,使導(dǎo)通良好。如果接觸不良,接觸處的電阻變大,電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的熱量變大,嚴(yán)重的還會(huì)使接觸處的金屬熔化??跓纛^的兩個(gè)金屬柱都裝有彈簧也是為了接觸良好;至于螺口燈頭的中心金屬片以及所有插座的接插金屬片都是簧片,其功能都是使雙方緊密接觸,以保證導(dǎo)通良好。在盒式磁帶中,有一塊用磷青銅制成的簧片,利用它彎曲形變時(shí)產(chǎn)生的彈力使磁頭與磁帶密切接觸。在訂書(shū)機(jī)中有一個(gè)長(zhǎng)螺旋彈簧,它的作用一方面是頂緊訂書(shū)釘,另一方面是當(dāng)比較前面的釘被推出后,可以將后面的釘送到比較前面以備訂書(shū)時(shí)推出,這樣,就能自動(dòng)地將一個(gè)個(gè)釘推到比較前面,直到釘全部用完為止。許多機(jī)器自動(dòng)供料,自動(dòng)步中的自動(dòng)上膛都靠彈簧的這種功能。
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碟形彈簧防腐處理:碟形彈簧在制造、存放、使用等過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遭到周圍介質(zhì)的腐蝕。由于碟形彈簧在工作時(shí)是依靠彈力發(fā)揮作用,而碟形彈簧在被腐蝕后彈力會(huì)發(fā)生改變而喪失功能,所以碟簧的防腐處理就非常重要了。阻止碟簧的腐蝕可以提高碟簧的工作穩(wěn)定性,并延長(zhǎng)其使用壽命。
1.磷化+涂油/蠟鋅磷化和涂油是DIN2093標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)碟形彈簧的防腐涂層方式。磷化過(guò)程中,細(xì)晶結(jié)構(gòu)的磷酸鹽沉淀在基體金屬上,形成保護(hù)膜。如進(jìn)一步與涂油或打蠟覆蓋層相結(jié)合,則可使碟形彈簧獲得更耐久的防腐作用。這種防腐方式通常用于室內(nèi)或室外有防雨措施的情況。
2.氧化處理鋼的氧化處理亦稱發(fā)藍(lán)、發(fā)黑、煮黑。氧化處理后,碟形彈簧表面生成保護(hù)性的磁性氧化鐵,此氧化膜一般呈藍(lán)色或黑色,也有時(shí)呈黑褐色。氧化膜雖能提高碟形彈簧的耐腐蝕性,但由于膜薄,而且有氣孔,所以它的保護(hù)能力較差,只能用于在腐蝕性不強(qiáng)的介質(zhì)中工作的碟形彈簧。
3.電鍍金屬覆層從溶液中分離出來(lái)時(shí),氫氣會(huì)在碟形彈簧表面擴(kuò)散。經(jīng)電鍍后處理后的碟形彈簧必須及時(shí)進(jìn)行除氫處理。電鍍之后采用合適的熱處理方法(擴(kuò)散退火)可以降低氫脆傾向,但不能完全消除。由于氫脆的影響,盡可能不要采用電鍍方式對(duì)碟形彈簧進(jìn)行表面防腐涂層。
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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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