碟簧的常見加工工藝、檢測方法及安裝使用的注意事項(xiàng)

 

 

作者    WASI緊固件 

 

 

碟簧的簡介

 

碟形彈簧(belleville spring)又名貝勒維爾彈簧墊圈，最早是100多年前法國J. Belleville發(fā)明。20世紀(jì)30年代早期，工程師(G.M.)Almen and Laszio 發(fā)展了理論、制訂了生產(chǎn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) DIN 2092 和 DIN 2093。碟形彈簧的形狀為圓錐碟狀，與傳統(tǒng)彈簧不同，功能上有其特殊的作用，主要特點(diǎn)是，負(fù)荷大，行程短，所需空間小，組合使用方便，維修換裝容易，經(jīng)濟(jì)安全性高。適用于空間小，負(fù)荷大的精密重機(jī)械。其壓縮行程最佳使用范圍在其最大壓縮行程的10%-75%之間。

 

碟簧常用材料為60Si2MnA、50CrVA等彈簧鋼。

 

碟形彈簧一般情況下可進(jìn)行的表面處理：發(fā)黑、磷化、機(jī)械鍍鋅、非電解鋅片涂層。

 

 

注：碟簧表面處理不能進(jìn)行電鍍鋅，因硬度過高，做電鍍鋅易發(fā)生氫脆。

 

 

 

1.碟簧的常見加工工藝

 

 

碟簧執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為DIN 2093(GB/T 1972)多用冷軋或熱軋帶鋼、板材或鍛造坯料制造,常用材料為60Si2MnA、50CrVA等彈簧鋼。

碟簧因規(guī)格厚度不同會(huì)采用不同的加工工藝。

依據(jù)DIN 2093(GB/T 1972)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，碟簧的制造工藝根據(jù)碟簧的厚度t值可分為三類。

 

 

第一類：t <1.25mm（無支承面）

 

沖壓成型 → 淬火 → 回火 → 拋丸去除毛刺 → 強(qiáng)壓處理 → 表面處理

 

此類碟簧由于厚度偏小，采用拋丸的方法即可去除沖壓產(chǎn)生的銳邊、毛刺，無需進(jìn)行專門的車削加工，因此加工工藝較簡單。

 

 

第二類：1.25mm≤ t ≤6mm（無支承面）

 

沖壓環(huán)坯 → 磨削兩面 →  車削內(nèi)外徑并倒角 → 沖壓成型→  高溫正火 → 淬火回火 → 拋丸 → 強(qiáng)壓處理 → 表面處理

 

 

第三類：6mm ≤ t ≤16mm（有支承面）

 

圓棒下料 → 鍛造坯料 → 整體車削加工（車削兩面、內(nèi)外徑并倒角） → 沖壓成型 →  高溫正火 → 淬火回火 → 拋丸 → 強(qiáng)壓處理 → 表面處理

 

 

 

答疑：碟簧為什么需要專門進(jìn)行車削加工

 

車削加工主要去除毛刺、銳邊，碟簧熱處理后硬度很高而且長時(shí)間使用在動(dòng)載荷工況下，如果碟簧存在毛刺、銳邊極易造成應(yīng)力集中導(dǎo)致碟簧開裂。

 

 

 

             

    圖1  碟簧受力圖示               圖2  沖壓粗加工              圖3   車削精加工

 

 

 

碟簧在使用中主要受垂直方向的載荷，載荷力沿圓周方向擴(kuò)張，如圖1所示。

結(jié)合圖1、圖2，如果沖壓毛刺、銳邊不去除，碟簧在使用中極易沿沖壓方向產(chǎn)生切向載荷，造成應(yīng)力集中導(dǎo)致碟簧破裂。

 

 

 

2.碟簧的 檢驗(yàn)方法

 

外觀檢測： 碟簧要求邊緣倒角，表面不允許有毛刺、裂紋、斑疤等缺陷。

 

尺寸檢測： 各規(guī)格尺寸參照標(biāo)準(zhǔn)DIN 2093要求檢驗(yàn)

 

性能檢測： 硬度要求，熱處理后42-52HRC；

 

       回彈試驗(yàn)，參照標(biāo)準(zhǔn)DIN 2093要求在一定條件下進(jìn)行壓縮回彈試驗(yàn)測定碟簧自由高度的變化是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

 

 

 

3.碟簧安裝使用的注意事項(xiàng)

  

 

                               

 

 

碟簧使用變化很多，可同向疊法使用、反向疊法使用、或者正反向疊法混合使用。碟形彈簧多片使用時(shí)，無論安裝在導(dǎo)桿上還是在導(dǎo)孔內(nèi)，

導(dǎo)桿和導(dǎo)孔表面必須平滑，且表面硬度需＞55HRC,碟簧安裝時(shí)與導(dǎo)桿、導(dǎo)孔之間應(yīng)留有適當(dāng)間隙，并做潤滑。防止長時(shí)間摩擦造成碟簧疲勞失效。

 

 

 

 

碟簧（DIN 2093）與錐形彈性墊圈（DIN 6796）的硬度要求和回彈試驗(yàn)要求不同。

簡單說，一個(gè)是彈簧一個(gè)是墊圈，盡管這個(gè)墊圈是有彈性的，但是不能替代彈簧使用。