Техническое описание тарельчатых пружин



Свойства и конструкция тарельчатых пружин

График работы пружины представляет собой соотношение упругости пружины и ее хода. В зависимости от мерного отношения, таким графиком является кривая, более или менее отклоняющаяся от плоской проекции. В особых случаях, тарельчатые пружины могут быть спроектированы с возможностью отклонения за пределы плоской позиции.

Как правило, тарельчатые пружины используются в качестве модульных (сборных) компонентов. Для совместной работы тарельчатые пружины укладывают друг на друга лицевыми сторонами, такой способ компоновки называется пружинный пакет. Отдельные пружины или пакеты сложенные другими способами называются пружинным блоком (узлом) (рис. 1 и 2). Когда пружины уложены друг на друга лицевыми сторонами, ход пакета равен ходу одной пружины. Нагрузка при таком прогибе пропорциональна числу отдельных пружин, используемых в пакете. Когда пружины собраны альтернативными способами, общий ход блока равен сумме ходов отдельных пружин.

Пакет тарельчатых пружин
Рис.1 Пакет тарельчатых пружин
Блок тарельчатых пружин
Рис. 2 Блок тарельчатых пружин


Нагрузка на блок равна нагрузке на отдельные пружины. При расчете хода пружины и грузоподъемности блока состоящего из одной пружины или пакетов пружин, необходимо руководствоваться графиком на рисунке 3.

Комбинации тарельчатых пружин
Рис. 3 Различные комбинации тарельчатых пружин
(a) пачка тарельчатых пружин из 3 отдельных пружин: 3-кратная упругость
(b) пачка тарельчатых пружин из 4 отдельных пружин: 4-кратная упругость
(c) блок тарельчатых пружин из 3 пачек по 2 отдельные пружины в каждой: 3-кратный ход пружины, 3-кратная упругость


Достижение прогрессивной кривой возможно путем объединения пакетов пружин, состоящих из различного количества тарельчатых пружин или отдельных тарельчатых пружин различной толщины для формирования блока. В этих случаях пакеты или отдельные пружины с низкой грузоподъемностью не способствуют ходу блока после достижения плоской позиции или их пиковых значениях хода, в результате чего растет общий коэффициент блока (рис. 4) .
График представляющий тарельчатую пружину
Рис. 4: Комбинация пружин для достижения прогрессивной кривой


Классификация в соответствии с DIN 2093


Тарельчатые пружины стандартизированы в соответствии с DIN 2092 (Тарельчатые пружины, расчет) и DIN 2093 (Тарельчатые пружины, расчет, размеры, требования к качеству). Они делятся на 3 группы:
  • Группа 1: Пружина толщиной, t, менее 1,25 мм
  • Группа 2: Пружина толщиной, t, от 1,25 мм до 6 мм
  • Группа 3: Пружина толщиной, t, более 6 мм до 14 мм

Тарельчатая пружина без контактной поверхности

Рис. 1: Пружины из групп 1 и 2 без контактных поверхностей

Тарельчатая пружина с контактной поверхностью

Рис. 2: Пружины из групп 3 с контактной поверхностью


Пружины группы 1 и 2 производятся без контактных поверхностей (рис. 1). Пружины группы 3 изготавливаются с контактными поверхностями (рис. 2).

Требованиям к деталям, изготовленных по стандарту DIN 2093 приведены в таблице ниже:

Группа Метод производства Качество механической обработки поверхности (шероховатость)**
    Верхняя и нижняя поверхности, µm Внутренние и внешние кромки, µm
1 штамповка, холодная формовка, скругление кромок Ra < 3,2 Ra < 12,5
2* штамповка, холодная формовка, De и Di обработанные на токарном станке, скругление кромок Ra < 6,3 Ra < 6,3
точная вырубка, холодная формовка, скругление кромок Ra < 6,3 Ra < 6,3
3 холодная или горячая формовка, обработка на токарном станке со всех сторон , скругление кромок Ra < 12,5 Ra < 12,2

*) Если не указано иначе, процесс производства остается на усмотрение производителя (см. раздел 5 в DIN 2093).
**) Указанные значения не применяются к тарельчатым пружинам, подвергающимся дробеструйной обработке.

Другие методы производства пружин, такие как лазерная резка, гидроабразивная резка и т.д. могут быть использованы для производства специальных тарельчатых пружин. В дополнение к тарельчатым пружинам с прямоугольным поперечным сечением и скругленными краями, описываемых выше, существуют также производятся также следующие типы пружин:

  • тарельчатые пружины с трапециевидной боковой поверхности поперечного сечения
  • тарельчатые пружины с прорезями.

Если первые не получили широко распространения, то тарельчатые пружины с прорезями широко используются в муфтах и коробках передач.


Rambler Top100