碟形弹簧的设计与计算

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1、1蝶形弹簧1.1蝶形弹簧的简介及结构类型1.11简介：一种外形似圆环垫片样的，而材质不同的金属的机械配件----特种弹簧。又因外形似碗碟状，故称蝶形弹簧。碟形弹簧成圆锥形盘状，作为密封辅助件，既可以单个使用，又可以多个串联或并联使用，在上内缘和下外缘处承受沿轴向作用的静态或动态载荷，被压缩后产生变形，直至被压平，以储存能量形式作为活载荷，在必要时自动转化为密封所需要的附加压缩载荷，来降低垫片、填料使用中对上紧的持续要求，减少不必要的停机维修时间和泄漏损失。一般来说，它是通过相当数量的叠加来提供足够弹性伸展，而发挥作用的。由于有变刚度特性和安装紧凑等特点，广泛应用于机械

2、设备工业、石油工业、汽车工业以及航空航天工业等领域。很大范围取代了圆柱形螺旋弹簧。1.12结构类型：用金属带材，板材或锻造坯料冲压而成的截锥形薄片弹簧，它的负荷与变形呈非线性关系。一般分为普通的蝶形弹簧，带径向沟槽的蝶形弹簧，梯形截面蝶形弹簧。由于单片蝶形弹簧的变形量和负荷值往往不能满足要求。所以一般组合使用。特点：小变形高承载能力、节省空间、通过不同的搭配组合可获得理想的加载特性碟形弹簧(碟簧)的分类与选型：碟形弹簧(碟簧)按其用途可分为防松碟簧、高温预紧碟簧、高扭力预紧碟簧、缓冲拉伸碟簧，根据具体工况选择制作材质。1.2蝶形弹簧的分类1.21防松碟簧：防松碟簧主要

3、作用1．载荷不是太大，但震动剧烈的螺栓上。2．能有效防止螺栓松动、倒丝等现象。3．能起到锁紧的功能，补偿了预紧力，确保密封持久可靠。4．防松碟簧对螺栓与设备均有良好的通用性。1.22高温预紧碟簧：高温预紧碟簧适用于1．高温环境下各种法兰的螺栓预紧。2．各种管道法兰、阀门、换热器。高温预紧碟簧适用于3．反应釜、搅拌器、泵、离心机等的法兰螺栓预紧。1.23高扭力预紧碟簧：该高扭力预紧碟簧应用在大载荷、高扭力场合。高扭力预紧碟簧的应用1．阀门、管道法兰螺栓预紧2．风机、泵、离心机的地脚螺栓和法兰预紧3．换热器、反应釜、搅拌器的法兰螺栓预紧4．离合器、发电机、管道支吊架装置的

4、预紧电力母线螺栓预紧5．、缓冲装置、刹车装置、高压电缆补偿装置等设备的各种其他工程应用。1.24缓冲拉伸碟簧：该缓冲拉伸碟簧广泛应用于各行业中的大型设备中，如制动器、安全载荷装置、机械启动器、工业电炉、离合器、模具等。1.3碟形弹簧的选材  现阶段，我国碟形弹簧采用的材料有高质量的弹簧钢60Si2MnA、50CrVA或特殊材料，如不锈钢、铬镍铁合金等。其中特殊材料、不锈钢、铬镍铁合金等适用于高温和腐蚀性环境。然而，我们发现想找到一种材质，同时满足高强度、耐高温、耐腐蚀、抗磁场，是不可能的，只能寻求某种性能的最大化，比如高强度或耐高温、腐蚀。因此用户在订购碟簧时，一定要

5、写清楚工况要求，我们的技术人员会充分考虑那些最不利的因素，择其一种合适材质，推荐使用。下面我们列出国外比较典型的碟簧材料 ，供参考：标准应用 材料Ck7550CrV4X12CrNI177X7CrNIAl177X35CrMo17X22CrMoV121DIN标准号1.12481.81591.43101.45681.41221.4923化学组成(%)C0.7-0.80.47-0.550.120.090.350.2Si0.15-0.350.15-0.401.5110.3Mn0.6-0.80.7-1.12110.6Pmax0.0350.035－－0.030.035Smax0.0

6、350.035－－0.030.035Al－－－0.75-1.5－－Cr－0.9-1.216-1816-1816.512Ni－－6-96.5-7.75－0.6V－0.1-0.2－－－0.6Mo－－－－1.151弹性模量(N/mm2)206000206000190000195000206000206000特殊应用 材料InconelX750Inconel718Nimonic90A286AlloyFV520BCuBe2DIN标准号－2.46682.49691.4980－2.1247化学组成(%)C0.080.080.090.080.048－Si0.50.35110.37－M

7、n10.35121.05－Pmax－0.015－－0.020－Smax0.010.0150.015－0.014－Al0.4-10.2-0.81-20.35－－Cr14-1717-2118-2113.5-1616-18－Ni≤7050-55Rest24-275.47+Co=0.2-0.6V－－－0.1-0.5－－Mo－2.8-3.3－1-1.751.72－W－－－－－－Ti2.25-2.750.65-1.152-31.9-2.30.10－Be－－－－－1.95Cu0.50.30.2－2.08RestCo－115-21－－－Fe5-9－2－－－Nb0.9