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提高碟形弹簧精度、抗应力松弛能力的几点措施

作者: 来源: 发布于:2019-10-28 14:17:25
在碟形弹簧的设计、制造及使用中可以采取一定的措施,提高碟形弹簧特性曲线的精度,抗应力松弛能力等。

1.增加隔热元件,避免受热蠕变松弛

碟形弹簧在高温下更容易发生蠕变松弛,导致力学性能下降,引起安全阀整定精度降低,甚至引起故障。为避免高温影响碟形弹簧的性能,在安全阀的设计时,应增加隔热元件(如波纹管等),使碟形弹簧与高温介质隔离开,避免碟形弹簧直接受热。

2.提高制造精度

碟形弹簧通常采用一次冲压成形,制造尺寸精度低,内外径尺寸、厚度尺寸、自由高度尺寸等偏差较大,均匀度较差。而碟形弹簧通常是组合使用,在组合配对中,每片碟形弹簧的尺寸不一致,将导致碟形弹簧组件整体特性精度可能降低,且有可能影响碟形弹簧特性的稳定。

可以采用先精密车削或磨削碟片厚度,再冲压成形,在将碟形弹簧内外径精密车削到要求值,这样能够保证较高的尺寸精度,从而保证碟形弹簧特性曲线精度。

3.加工支撑面

通常情况下,直径较小(<100mm)的碟形弹簧不加工支撑面,但对用于安全阀整定的性能要求较高的碟形弹簧,建议加工支撑面,这样在碟形弹簧组合时,面与面的接触能够很好地保证其在运动过程中的特性曲线精度。

4.强压处理

进行强压处理能够提高碟形弹簧抗应力松弛能力及特性曲线精度。

强压处理有两种方法:一是用不小于两倍的f=0.75h0时的负荷压缩碟簧,持续时间不少于12h;二是用同样负荷进行短时(建议在15min以上)压缩,压缩次数不少于5次。

5.组合方式优化

碟形弹簧作为弹性元件通常是一组碟形弹簧配对组合,组合方式有多种,常见的有对合组合、叠合组合及复合组合等。

在安全阀中通常采用对合组合,对合组合形式有两种:小支撑面形式,即两端碟弹内径与支撑座或压盖对合;大支撑面形式,即两端碟弹外径与支撑座或压盖对合。尽量采用大支撑面组合方式,这样碟形弹簧组件在运动过程中更稳定,往复运动重复性较好。

6.优化导向结构

碟形弹簧导向结构对碟形弹簧运动特性有比较大的影响,而导向结构对于碟形弹簧运动特性影响的关键因素在于导向柱或导向套与碟形弹簧之间的间隙。间隙过大容易导致碟形弹簧在运动过程中产生移位、松动,间隙过小容易导致碟形弹簧在运动过程中与导向柱产生摩擦。导向间隙的确定应通过不同导向间隙下碟簧特性曲线测定试验确定,一般导向直径小于100mm的碟形弹簧导向间隙在0.2~0.6mm为宜。

此外,导向柱或导向套的表面粗糙度至少应达到Ra=0.8μm,且表面应进行硬化处理(表面硬度应≥700HV或≥60HRC)为宜,以降低碟形弹簧在运动过程中的摩擦,提高碟形弹簧运动精度和减小进回程误差。


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