南通高压开关碟形弹簧

核工分析碟形弹簧性能优化。

碟形弹簧轴向尺寸小、承载能力大、具有变刚度的非线性特性，因而在引进设备中获得广泛应用，特别是近年来在引进车辆的主离合器中，越来越多地采用了碟簧，以实现动力传递的分离与结合，因此，碟形弹簧设计的优劣，直接影响到车辆的使用性能。为此，本文就碟簧工作特性、优化设计及CAD方法进行讨论。同时开发了实用碟簧优化软件，根据优化结果对其进行了CAD设计，绘制了各种碟簧载荷与变形特性曲线、应力与变形曲线和碟簧零件工作图。为便于用户使用，软件中采用中西文结合方式，设计了两级彩色的界面菜单，从而形成了碟簧优化及CAD软件系统。

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绷簧钢是以制作绷簧或类似绷簧功用零件的钢类。具有高的弹性极限、疲倦极限（尤其是缺口疲倦极限）以及必定的冲击耐性和塑性，首要在冲击、颤动等动载荷或长期周期性的交变应力的条件下运用。所以在各种状态下作业的绷簧都要有超卓的表面质量和较高的抗疲倦功用。在技能功用上，需经淬火、回火的绷簧钢，应具有必定的淬透性，不易脱碳，过热敏感性低和塑性较高，在热状态下易于成形。制作小规范绷簧用的钢丝要有均匀的硬度和必定的塑性。绷簧在作业常常遭到变载荷或冲击载荷的效果，为了确保绷簧能够耐久牢靠地作业，其资料有必要具有高的弹性极限和疲倦极限，一起应具有满意的耐性和塑性，以及超卓的可热处理性。

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碟形弹簧性能和结构:载荷特性曲线反映碟型弹簧的载荷变形特性。根据尺寸情况满载和特性曲线或多或少都是逐步递减直至水平状态。特殊情况下，也可将其设计成变形超出水平状态。碟型弹簧通常作为模块化组件使用。一组单片碟型弹簧按照相同方向叠合使用，称作叠合组合碟型弹簧；反之，一组单片碟型弹簧按照不同方向交替对合使用，称作对合组合碟型弹簧叠合组合情况下，碟型弹簧组的变形与单个弹簧相同，给定变形量时的载荷则是单个弹簧的N倍（N=碟型弹簧组内单片弹簧片数）。对合组合情况下，碟型弹簧组变形是是弹簧组内单片弹簧变形量的总和，载荷则与单片弹簧相同。对于由单片碟型弹簧或弹簧组组成的组合碟型弹簧的变形和载荷计算，上述因素应考虑在内。

碟形弹簧的失效原因分析。外因分析：碟形弹簧单位体积的变形能较大，用于吸收冲击和消散能量，在受到载荷长期冲击作用时，可能产生径向贯穿裂纹；且碟簧工作时位于碟簧凹面内环面和端面交界处，承载比较大拉应力，在拉应力长久作用下碟簧可能失效。内因分析：1.加工产生裂纹。碟形弹簧由热锻加工成型，淬火+高温回火调质处理，喷丸强化处理表面，整个加工过程中会出现碟簧内部微裂纹，造成应力集中，在使用过程中若负载过大会加速碟簧疲劳失效甚至开裂。2.热处理不合理。碟簧热处理时，调质处理，由于回火温度与回火后的冷却速度不当或出现偏差（譬如回火后的冷却速度过于缓慢），产生高温回火脆性；热处理表面出现脱碳现象，对碟簧的疲劳寿命产生不良影响，使碟簧的弹性极限和疲劳寿命恶化，有利于促成裂纹的形成。3.由于材料成分不合理，成分偏析导致碟簧性能不均匀。例如，60Si2Mn作为碟簧材料时，含Si量偏低，降低碟簧屈服强度，导致零件提前发生脆变，甚至开裂；含P量偏高，则加剧钢的脆性倾向和成分偏析；而杂物的存在则分割了基体的连续性，成为裂纹敏感的区域，特别当分布于零件表面时，容易造成压力集中，为应力腐蚀开裂优先选择了通道。

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碟形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变形后，储蓄一定的势能，当螺栓出现松弛时，碟形弹簧释放部分势能以保持法兰连接间的压力达到密封要求。碟形弹簧应力分布由里到外均匀递减，能够实现低行程高补偿力的效果。碟形弹簧分类：根据截面形状的不同可以分为三类：包括普通碟形弹簧（其截面形状为矩形）、带径向沟槽的碟形弹簧、梯形截面碟形弹簧。普通碟形弹簧分为有支撑面和无支撑面两类；带径向沟槽的碟形弹簧是在普通碟形弹簧的基础上，沿径向开出若干个均匀分布的槽，槽可以由内孔向外圆方向开出，也可以由外圆向内控方向开出；梯形截面碟形弹簧可以分为内缘厚度大于外援厚度型和内缘厚度小于外圆厚度型两类。由于单片碟形弹簧的变形量和负荷值往往不能满足使用要求，这时可以成组使用，组成碟簧组合件（柱）。典型的组合方式为：叠合组合碟簧，复合组合碟簧和其它组合碟簧。

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碟形弹簧的制造工艺：碟形弹簧根据厚度可分为三类，一类厚度T<1.25mm，第二类1.25mm≤T≤6mm，第三6mm≤T≤14mm。不同厚度的碟形弹簧制造工艺不尽相同，情况如下：一类碟形弹簧：冲压成形→淬火→回火→抛光→强压处理→表面处理→检验第二类碟形弹簧：冲制环坯→磨平两面→车削内外径并倒圆→锥面冷成型→高温正火→热处理→喷丸→强压→表面处理→检验第三类碟形弹簧：圆钢下料→锻锥坯→车削加工到要求尺寸→高温正火→淬火→回火→喷丸→强压→表面处理→检验一类碟形弹簧冲压时不需要预留加工余量，第二、三类碟形弹簧毛坯一般需预留出落-4mm机加工余量，碟形弹簧应在成型模中成型，以保证内外圆同心度等精度要求，喷丸处理是为了增加碟形弹簧的疲劳强度，强压处理可以减弱蠕变影响，增加碟形弹簧的使用寿命，表面处理可防止碟形弹簧因腐蚀而失效！

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