Что такое тарельчатая пружина и её типы

Тарельчатая пружина, также известная как пружинная шайба Бельвиля, была изобретена французом Бельвилем. Она имеет коническую форму и может применяться одиночно, в последовательном или параллельном соединении, с опорой по верхней и нижней наружным кромкам. Осевая статическая или динамическая нагрузка сжимает и деформирует её до полного сплющивания, запасая энергию как живая нагрузка. Автоматическое преобразование в дополнительную сжимающую нагрузку, необходимую для уплотнения, при необходимости, чтобы снизить требования к постоянной подтяжке прокладок и набивок.

принцип

Тарельчатая пружина — это специальная пружина, сужающаяся в осевом направлении и воспринимающая нагрузку. После деформации под нагрузкой она запасает определённую потенциальную энергию. Когда болт ослабевает, тарельчатая пружина высвобождает часть потенциальной энергии, чтобы поддерживать давление между фланцевыми соединениями. Утверждение. Распределение напряжений в тарельчатой пружине равномерно уменьшается от внутренней к внешней стороне, что позволяет достичь эффекта малого хода и большой компенсирующей силы.

Характеристики

1. Высокая жёсткость, высокая способность к поглощению ударов, способность выдерживать большие нагрузки при малой деформации, подходит для случаев с малыми требованиями к осевому пространству.
2. Обладает характеристикой переменной жёсткости, эта пружина имеет широкий диапазон нелинейных характеристик.
3. При одной и той же комбинации тарельчатых пружин характеристики пружины можно варьировать в широком диапазоне. Может применяться комбинация соединения и наложения, а также комбинация различных толщин, различного числа листов и т.п.
4. При наложении чем больше число пружин, тем больше нагрузка при одинаковой деформации.

характеристика

◆ Малый ход и большая нагрузка
◆ Требуется мало места
◆ Простота использования в комбинации
◆ Простота ремонта и замены
◆ Высокая экономичность и безопасность
◆ Длительный срок службы

Материал для изготовления тарельчатых пружин

Тарельчатые пружины в основном изготавливаются из холоднокатаной или горячекатаной полосы, листа или кованой заготовки (степень уковки не менее 3). Материалы обычно применяются из пружинных сталей, таких как 60S2MA и 50CVA. Для толщины более 1,1 может также использоваться высокоуглеродистая сталь.
К материалу тарельчатой пружины [1] предъявляются требования по эксплуатационным свойствам: после термической обработки он должен обладать высоким пределом прочности, пределом текучести, пределом упругости и пределом выносливости, а также требуется высокая ударная вязкость, вязкость и максимально возможное отношение предела текучести к пределу прочности. Для соответствия вышеуказанным свойствам в большинстве случаев как в стране, так и за рубежом используется холоднокатаная или горячекатаная высококачественная стальная полоса или стальной лист. При толщине тарельчатой пружины более 6 мм используется кованая заготовка. Марка стали — в основном среднеуглеродистая низколегированная пружинная сталь (марганцевая или хромованадиевая пружинная сталь) и высококачественная углеродистая пружинная сталь.
Поскольку в Китае высокое содержание марганца и меньше хрома и ванадия, в китайских тарельчатых пружинах в основном используется 60Si2MnA. По сравнению с 50Cr2 прокаливаемость, стабильность при отпуске и ударная вязкость 50CrVA лучше, чем у 60Si2MnA, но 50CrVA дороже. Для случаев с высокими требованиями к выносливости.

Основные типы тарельчатых пружин

(1) Обычная тарельчатая пружина [2], тарельчатая пружина трапециевидного сечения, коническое трапециевидное сечение. Тарельчатые пружины: простые по форме и конструкции, широко применяются. Могут использоваться в одиночных, последовательных, наложенных или составных группах тарельчатых пружин и выдерживать статические или переменные нагрузки. Могут применяться в качестве мощной буферной и демпфирующей пружины в тяжёлом машиностроении и авиации, артиллерии и других видах вооружения.
(2) Диафрагменная пружина: в основном применяется в сцеплении автомобиля, её функция обеспечивается разделительным пальцем и тарельчатой пружиной.
(3) Волнистая шайба: широко применяется в механических уплотнениях и может быть далее развита в спиральную волновую пружину.
(4) Тарельчатые пружины с прорезями: обычно применяются в сцеплениях, например, в токарных станках, автомобилях и тракторах.
(5) Дисковидная тарельчатая пружина: поперечное сечение имеет дискообразную форму, которая деформируется после нагружения и приобретает форму усечённого конуса. Конструкция простая, жёсткость большая, применяется в случаях с особыми требованиями.
(6) Спиральная тарельчатая пружина: обладает двойными характеристиками тарельчатой и винтовой пружины, позволяет получать различные требования к жёсткости.
(7) Волновая цилиндрическая пружина (волновая пружина): за счёт наложения волнистых шайб в цилиндрическую форму можно получить большую деформацию.

Комбинированная тарельчатая пружина

Несущая способность и деформация одиночной тарельчатой пружины ограничены, и в большинстве случаев она используется в группах. При различных комбинациях можно получить множество характеристик для удовлетворения различных требований к эксплуатации.
При использовании тарельчатой пружины [3], чтобы предотвратить боковое скольжение тарельчатой пружины при нагружении, она должна иметь направляющий стержень или направляющую втулку. Поскольку тарельчатая пружина деформируется, внутренний и наружный диаметры изменяются. Пружины изготавливаются различными способами с разными внутренними и наружными диаметрами. При обычных условиях между тарельчатой пружиной и направляющей должен быть определённый зазор. Между тарельчатой пружиной и направляющей также должна быть смазка, а твёрдость поверхности направляющей должна быть больше, чем у тарельчатой пружины.
Способы и характеристики комбинирования тарельчатых пружин
1. Пакетная комбинированная пружина.
2. Парные комбинированные пружины.
3. Составные комбинированные пружины.
Группа тарельчатых пружин [4] позволяет изменять характеристики пружины в широком диапазоне. В комбинации, составлении и наложении применяется метод наложения, при этом ламинированная поверхность имеет фрикционное демпфирование, а поглощение ударов и расход энергии более значительны. Относительно одинаковой деформации чем больше число тарельчатых пружин, тем больше нагрузка.

применение

В широком диапазоне тарельчатые пружины заменяют цилиндрические винтовые пружины. Обычно применяются в тяжёлом машиностроении (например, в прессах) и пушках, авиации и других видах вооружения в качестве мощной буферной и демпфирующей пружины, в качестве нажимной пружины для сцеплений автомобилей и тракторов и предохранительных клапанов, а также в качестве компонента накопления энергии для мобильного оборудования.
Недостатки: отклонение нагрузки трудно гарантировать.
Тарельчатые пружины можно классифицировать по форме поперечного сечения на три категории: обычная тарельчатая пружина (с прямоугольным поперечным сечением), тарельчатая пружина с радиальными канавками и тарельчатая пружина трапециевидного сечения. Обычные тарельчатые пружины делятся на два типа: с опорной поверхностью и без опорной поверхности; тарельчатая пружина с радиальными канавками изготавливается на основе обычной тарельчатой пружины, при этом в радиальном направлении выполняются несколько равномерно распределённых канавок, и канавка может быть выполнена от внутреннего отверстия в направлении наружного круга, а также может быть выполнена от наружного круга к внутреннему отверстию; тарельчатая пружина трапециевидного сечения может делиться на два типа: тип, у которого толщина внутренней кромки больше толщины наружной кромки, и тип, у которого толщина внутренней кромки меньше толщины наружного круга.
Поскольку величина деформации и значение нагрузки однодисковой тарельчатой пружины часто не соответствуют требованиям эксплуатации, её можно использовать в группах, образуя сборку (колонну) тарельчатых пружин. Типичные комбинации: пакетные комбинированные тарельчатые пружины, составные тарельчатые пружины и другие комбинированные тарельчатые пружины.

По сравнению с цилиндрическими винтовыми пружинами тарельчатые пружины имеют следующие характеристики:

Во-первых, кривая зависимости деформации от нагрузки нелинейна.
Во-вторых, тарельчатая пружина имеет форму тонкого листа, что облегчает формирование сборки, и её можно собирать и заменять по модульному принципу, что обеспечивает удобство обслуживания.
В-третьих, тарельчатая пружина с радиальными канавками обладает характеристикой нулевой жёсткости. Эту особенность можно использовать в применениях, где требуется диапазон деформаций для поддержания практически постоянной силы пружины.
В-четвёртых, поглощающая способность тарельчатой пружины не ниже, чем у цилиндрической винтовой пружины; при использовании пакетной комбинации из-за трения между тарельчатыми пружинами возникает большее демпфирование, рассеивающее энергию удара.

Мы можем производить вышеуказанные пружины и пружины по индивидуальному заказу. Пожалуйста, обращайтесь, если у вас есть какие-либо потребности.