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西班牙 如何确定合适的碟形弹簧组合结构
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碟形弹簧 是一种承担轴向载荷的锥形垫精密部件。碟形弹簧可以持续或间断静态加载负荷，也可以动态承受持续的周期性负荷。碟形弹簧与其他类型弹簧的区别在于，指定载荷时，碟形弹簧的变形量是可以预测的，因此可以计算出最短循环寿命。碟形弹簧由于变形量可以预测、性能十分可靠、疲劳寿命无与伦比，在安全阀、电梯和重型设备的离合器和制动器机构及工业管道系统
的支撑等关键应用中均优于其他各型弹簧。碟形弹簧可以单独使用，也可组合使用，达到相应应用所需的力-变形量特性。本白皮书详细说明了碟形弹簧的各种组合方法，以及如何确定适合特定用途的合理组合结构。
为达到碟形弹簧最优性能，最好将工作变形量控制在总变形量15%和75%之间，因为这个范围实测结果与理论特性最为一致。如果单片碟形弹簧不能达到应用所要求的力/变形量特性，碟形弹簧可以采用对合组合碟形弹簧、叠合组合碟形弹簧或复合组合碟形弹簧等形式，从而达到要求（见下文：组合方法和图 1）.
组合方法
叠合
变形量: 与单片碟形弹簧
相同
力: 单片碟形弹簧乘以碟形弹簧片数
对合
变形量: 单片碟形弹簧乘以碟形弹簧片数
力: 与单片碟形弹簧相同
复合
变形量: 单片碟形弹簧乘以对合碟形弹簧数目
力: 单片碟形弹簧乘以套件中叠合碟形弹簧数目
图 1
必须考虑叠合组合碟形弹簧之间的摩擦力。影响摩擦力的因素包括叠合组合碟形弹簧的片数、碟形弹簧变形量大小、碟形弹簧润滑情况、碟形弹簧和导向件的表面质量。 各滑动面的合理余量为2~3%。叠合组合碟形弹簧摩擦力增加，导致实际载荷/变形量曲线有别于理论曲线。施加载荷时，实际载荷增大；卸除载荷时，实际载荷减小。这一滞后现象产生了阻尼效应，阻尼效应随着碟形弹簧变厚或者叠合组合碟形弹簧数目增加而增强（ 图2 ） 。
滑动面之间的摩擦力应尽可能减至最小，减小与理论预测值的偏差，同时减轻生热对弹簧寿命的有害影响。叠合组合碟形弹簧应采用二氧化钼等固态润滑剂润滑，数目不超过4片。垂直方向的组合比水平加载组合的摩擦力小。动态应用时存在“磨合”期，这是由于部件接触，滑动面和接触面表面处理层磨损和变平滑，而摩擦力减小 。
碟形弹簧组合使用时，可以实现多种力/变形量特性；组合可以设计为特定的载荷曲线，满足递增和递减两种应用要求 。（图3）.
组合结构
最好将组合结构配置为偶数个碟形弹簧，碟形弹簧外边缘置于组合结构各端，提升稳定性。由于各种应用限制的关系，并碟形弹簧的数量不总是偶数个。组合结构使用奇数个碟形弹簧时，碟形弹簧外边缘应朝向力施加的一端——即组合结构的活动端。
组合结构越短，效率越高，这对于动态应用特别重要。由于碟形弹簧之间摩擦力，以及导向芯棒或套筒的关系，组合结构活动端的碟形弹簧变形量会大于对端的碟形弹簧。采用可行的最大直径碟形弹簧，可以减少每个组合结构碟形弹簧的数目，降低总厚度。组合结构的总高度建议不要超过碟形弹簧外径的3倍或者10个对合组合弹簧。在应用需要的情况下，更高的组合结构可以采用平垫圈分开，更加稳定
偶数个碟形弹簧
奇数个碟形弹簧
组合导向
碟形弹簧定位需要导向。比如在内径中使用导杆/芯棒等内部导向是比较好的办法。外部导向建议使用套筒。两种情况下，导向件应该表面硬化处理至58 HRC，深度不小于0.6mm，表面处理粗糙度不超过4微米。
支撑面使用厚度不超过1mm弹簧，稳定性可能成问题。这种情况下，建议在与外径接触处使用中间平垫圈/垫片。
碟形弹簧组合结构对齐之后，应施加较小的预载荷使组合结构定位。假如做不到这一点，组合结构应该调整成平面状态，至少调整一次，这还有对中碟形弹簧的效果。
左： 正确
右： 错误
| De 或 Di (mm) | 径向间隙 (mm) |
| Up to 16 | 0.2 |
| Over 16 to 20 | 0.3 |
| Over 20 to 26 | 0.4 |
| Over 26 to 31.5 | 0.5 |
| Over 31.5 to 50 | 0.6 |
| Over 50 to 80 | 0.8 |
| Over 80 to 140 | 1.0 |
| Over 140 to 250 | 1.6 |
由于碟片弹簧受压时直径发生变化，所以推荐下列间隙值：
递增载荷曲线
采用加载时碟形弹簧连续变形的组合结构能获得递增加载，方法有：
- 单、双、三组叠合组合，对合组合在一起。
- 各种厚度的碟形弹簧对合组合在一起。
较弱碟形弹簧的压缩需要加以限制，避免更强碟形弹簧或者叠合组合仍然处于压缩状态时，出现过度压缩。
组合导向
生产环境下安装碟形弹簧组合一般是人工完成的。具体取决于组合结构，这个工艺比较消耗时间，还存在出错的风险。制造商可以不采用人工配合和组合碟形弹簧，而是规定预先组合碟形弹簧。 (润滑或不润滑). 组合结构采用带有穿孔标签的收缩薄膜包装，简化安装工艺，节省时间，还可保证装配工艺不犯错误。
采用递增特性载荷曲线和行程限制器，组合碟片弹簧，避免过载荷。
左: 垫圈和环
右: 套筒和止动
