專利名稱：弧面碟簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于碟形彈簧技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高性能弧面碟簧。
背景技術(shù)：
作為彈簧技術(shù)領(lǐng)域的重要形式，碟簧具有剛度大，行程短的特性，因此，在軍工、航
空航天、冶金、石化、電力、機械制造、鐵路運輸和電器控制等領(lǐng)域大量使用。目前廣泛使用
的結(jié)構(gòu)形式絕大部分是錐型截面、也有少量的錐狀梯形截面，雖然這些截面形式的碟簧使
用場合有區(qū)別，但碟簧的受力特性沒有變化，也就是說碟簧從錐狀至壓平，其形變力變性質(zhì)
基本上是一段連續(xù)完整的直線或者曲線，碟簧的上著力點和下支撐點是相對固定不變的。 而在實際使用碟簧中所出現(xiàn)的問題是，由于上著力點和下支撐點的相對固定不
變，往往產(chǎn)生碟簧受力的應(yīng)力和疲勞集中，易導致碟簧在上述兩點上產(chǎn)生破裂或者是疲勞
強度下降，造成碟簧的早期失效；另一方面，依據(jù)碟簧設(shè)計規(guī)定，安全許用載荷不大于碟簧
有效行程的75 % ，超過則沒有安全保證，并會大大減低使用壽命和被迅速破壞的可能，然而
現(xiàn)有碟簧沒有過載保護的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實際使用過程中，短期超過許用載荷的情況時有發(fā)生，
安全無法保障。 因此提高碟簧的可靠性、安全保障性和使用壽命，對現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)制造裝備的發(fā)展，以及避免經(jīng)濟損失、減少危害有著重要的價值和意義。在2006年5月公開的碟簧實用新型，其公開號CN1776247A，是在碟簧本體上設(shè)置了阻尼體，目的是使碟簧變形受到阻礙、衰減振動，減輕噪音，雖然也有消除彈簧本身固有頻率下的共振作用，但沒有解決上述問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的是發(fā)明一種既能有效防止碟簧在工作時的破裂產(chǎn)生和疲勞強度下降，又能提供過載安全保障的高性能弧面碟簧和使用方法。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎、工藝步驟經(jīng)濟和多種使用方法的高性能弧面碟簧。其特征在于，碟簧的截面設(shè)計為錐狀弧形，弧形是在錐狀的基礎(chǔ)上凸起或者凹陷，弧形的拱高、弧長是隨碟簧的錐高和直徑大小而變化，其弧形的拱高小于錐高的1/3 ;當?shù)蓪席B加受力壓縮時，由于上下接觸面是弧面，碟簧的受力點會隨壓縮行程的變化由初始的截面邊緣向截面的中心點位移，反之，當?shù)衫鞎r，其受力點會隨拉伸行程的變化由截面的中心點向截面的邊緣位移，有效防止了傳統(tǒng)碟簧因著力點固定、應(yīng)力集中所造成的破裂或者是疲勞強度下降問題；另一方面由于高性能弧面碟簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計是錐度和弧度合成，這與傳統(tǒng)碟簧的受力特性有著顯著的區(qū)別，其壓縮的形變力變性質(zhì)是先錐變后弧變，其回彈的形變力變性質(zhì)是先弧變后錐變，所表現(xiàn)的線性關(guān)系也是有拐點的兩個線段，而弧變壓平載荷力至少是錐變壓平載荷力的1.5倍，也就是說，在許用載荷規(guī)定的碟簧有效行程的75%時，高性能弧面碟簧的承載能力至少是傳統(tǒng)碟簧的一倍，這就大大提高了碟簧的過載安全保障；極大提高了碟簧的可靠性、安全性和使用壽命，防止重大失效事故和經(jīng)濟損失。圖13、14是傳統(tǒng)碟簧，高性能弧面碟簧的受力特性曲線的比較。 本實用新型提供的高性能弧面碟簧的應(yīng)用方法多樣，可以根據(jù)現(xiàn)實情況進行多種組合，其特征在于，相同弧形的多個簧片體疊合、對合或者復合。不同弧形的簧片體單個對合，多個相隔疊合，不同弧形的簧片體單個對合，多個相隔疊合。[0008] 實用新型優(yōu)點效果 由于本實用新型具有上述構(gòu)成，能防止碟簧在工作時的破裂產(chǎn)生和疲勞強度下降，極大提高了碟簧的可靠性和使用壽命； 由于本實用新型具有上述構(gòu)成，能提高碟簧的過載安全保障和擴大使用范圍，極大提高了碟簧的安全性，有效防止重大失效事故和經(jīng)濟損失。 由于本實用新型具有上述構(gòu)成，其經(jīng)濟性和應(yīng)用溫度、環(huán)境的工況場合寬廣，經(jīng)濟價值高。

[0012]圖1是弧面在錐形基礎(chǔ)上向上凸起的弧面碟簧的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是弧面在錐形基礎(chǔ)上向下凹陷的弧面碟簧的結(jié)構(gòu)示意圖圖3是本實用新型實施例1結(jié)構(gòu)示意圖圖4是本實用新型實施例2結(jié)構(gòu)示意圖圖5是本實用新型實施例3結(jié)構(gòu)示意圖圖6是本實用新型實施例4結(jié)構(gòu)示意圖圖7是本實用新型實施例5結(jié)構(gòu)示意圖圖8是本實用新型實施例6結(jié)構(gòu)示意圖圖9是本實用新型實施例7結(jié)構(gòu)示意圖圖10是本實用新型實施例8結(jié)構(gòu)示意圖圖11是本實用新型實施例9結(jié)構(gòu)示意圖圖12是本實用新型實施例10結(jié)構(gòu)示意圖圖13是傳統(tǒng)碟簧受力特征曲線示意圖圖14是高性能弧面碟簧的受力特性曲線示意圖
具體實施方式
實施例1 : 參見圖3，4片凸弧形的弧面碟簧1對合疊加復合(剛度并聯(lián)位移增加)，當?shù)?br> 受力壓縮時，其形變力變性質(zhì)首先是碟簧的錐度趨于平緩，其后是碟簧的弧度趨于平緩，由
于疊加碟簧的上下接觸面是弧面，因此碟簧的受力點會隨壓縮行程的變化由初始的截面邊
緣向截面的中心點位移，反之，當?shù)衫鞎r，其受力點會隨拉伸行程的變化由截面的中心
點向截面的邊緣位移；當壓縮行程超過許用規(guī)定的75%時，碟簧的承載能力至少增加了一
倍，這就大大提高了碟簧的過載安全保障；以及提高了碟簧的可靠性、安全性和使用壽命。
實施例2 : 參見圖4， 2片凸弧形的弧面碟簧1疊合組合(剛度串聯(lián)位移不變)，當?shù)墒芰嚎s時，其形變力變性質(zhì)首先是碟簧的錐度趨于平緩，其后是碟簧的弧度趨于平緩。其特性是
位移不變承載力加倍。
實施例3 : 參見圖5，4片凸弧形的弧面碟簧1，2片疊合后再對合(剛度串聯(lián)位移增加)，當?shù)墒芰嚎s時，其形變力變性質(zhì)首先是碟簧的錐度趨于平緩，其后是碟簧的弧度趨于平緩。其特性是位移和承載力均加倍。[0032] 實施例4 : 參見圖6，4片凹弧形的弧面碟簧2對合疊加復合(剛度并聯(lián)位移增加)，當?shù)?br> 受力壓縮時，其形變力變性質(zhì)首先是碟簧的錐度趨于平緩，其后是碟簧的弧度趨于平緩，由
于疊加碟簧的上下接觸面是弧面，因此碟簧的受力點會隨壓縮行程的變化由初始的截面邊
緣向截面的中心點位移，反之，當?shù)衫鞎r，其受力點會隨拉伸行程的變化由截面的中心
點向截面的邊緣位移；當壓縮行程超過許用規(guī)定的75%時，碟簧的承載能力至少增加了一
倍，這就大大提高了碟簧的過載安全保障；以及提高了碟簧的可靠性、安全性和使用壽命。
實施例5 : 參見圖7， 2片凹弧形的弧面碟簧2疊合組合(剛度串聯(lián)位移不變)，當?shù)墒芰嚎s時，其形變力變性質(zhì)首先是碟簧的錐度趨于平緩，其后是碟簧的弧度趨于平緩。其特性是位移不變承載力加倍。[0036] 實施例6 : 參見圖8，4片凹弧形的弧面碟簧2，2片疊合后再對合(剛度串聯(lián)位移增加)，當?shù)墒芰嚎s時，其形變力變性質(zhì)首先是碟簧的錐度趨于平緩，其后是碟簧的弧度趨于平緩。其特性是位移和承載力均加倍。[0038] 實施例7 : 參見圖9， 2片凸弧形的弧面碟簧1與2片凹弧形的弧面碟簧2相隔對合疊加復合(剛度并聯(lián)位移增加)，當?shù)墒芰嚎s時，其形變力變性質(zhì)首先是碟簧的錐度趨于平緩，其后是碟簧的弧度趨于平緩，其特性是當壓縮行程沒有超過許用規(guī)定的75%時，受力特性
與傳統(tǒng)碟簧基本相同，當壓縮行程超過許用規(guī)定，其最大承載能力至少增加十倍。[0040] 實施例8 : 參見圖10，2片凸弧形的弧面碟簧1疊合后，再與2片疊合的凹弧形的弧面碟簧2對合(剛度串聯(lián)位移增加)，當?shù)墒芰嚎s時，其形變力變性質(zhì)首先是碟簧的錐度趨于平緩，其后是碟簧的弧度趨于平緩。其特性是位移和承載力加倍。[0042] 實施例9 : 參見圖11， 1片凸弧形的弧面碟簧1與1片凹弧形的弧面碟簧2疊加(剛度串聯(lián)位移不變)，當?shù)墒芰嚎s時，其形變力變性質(zhì)首先是碟簧的錐度趨于平緩，其后是碟簧的弧度趨于平緩，其特性是位移不變承載力增加3倍。[0044] 實施例10 : 參見圖12， 1片凸弧形的弧面碟簧1與1片凹弧形的弧面碟簧2疊加后再對合(剛度串并聯(lián)位移增加)，當?shù)墒芰嚎s時，其形變力變性質(zhì)首先是碟簧的錐度趨于平緩，其后是碟簧的弧度趨于平緩，其特性是位移增加1倍承載力增加3倍。[0046] 由于高性能弧面碟簧的組合使用形式多樣，上述實施例并不能包括全部。
權(quán)利要求一種弧面碟簧，用于緩沖和預(yù)緊，其特征在于，單個弧面碟簧的截面為錐狀弧形，其弧形的拱高小于錐高的1/3。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧面碟簧，其特征在于，弧形是在錐狀的基礎(chǔ)上凸起或者凹陷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述弧面碟簧，其特征在于，相同弧形的多個簧片體疊合、對合或者復合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述弧面碟簧，其特征在于，不同弧形的簧片體單個對合，多個相隔
專利摘要本實用新型涉及的是一種弧面碟簧，弧面碟簧的截面設(shè)計為錐狀弧形，弧形是在錐狀的基礎(chǔ)上凸起或者凹陷，弧形的拱高、弧長是隨碟簧的錐高和直徑大小而變化，其弧形的拱高小于錐高的1/3，相同弧形的和不同弧形的弧面碟簧可組合使用，采用上述設(shè)計的弧面碟簧大大提高了碟簧的過載安全保障，極大提高了碟簧的可靠性、安全性和使用壽命，防止重大失效事故和經(jīng)濟損失。
文檔編號F16F1/18GK201521585SQ20092016281
公開日2010年7月7日 申請日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者趙晶瑋 申請人:超化公司