座 擦

8 ．座擦
 
8 . 1 單個(gè)碟形彈簧的摩擦
 
根據(jù)不同的彈簧組合方式，隨碟形彈簧組的壓縮和張開，單個(gè)彈簧之間、
 
彈簧與導(dǎo)向元件之間以及彈簧承載部位的摩擦力都會(huì)升高：因此，對(duì)于給定的彈簧應(yīng)用條件，理論計(jì)算的加載和卸載特曲線都會(huì)與實(shí)際曲線存在偏差。
 
如圖下圖所示，壓縮時(shí)的摩擦力目R · F （目R ）產(chǎn)生與加載力矩起反作用的力矩，因此使．壓縮力F 增大。彈簧回復(fù)時(shí)，摩擦力矩與加載力矩則與加載力矩方向相同，從而減小所需的保持力。
 
阿
 
實(shí)際的摩擦系數(shù)與加載部件表面的拋光程度、碟形彈簧邊緣工和IH 的倒角半徑以及潤(rùn)滑條件等因素有關(guān)。
 
8 . 2 疊合組合碟形彈簧組的摩擦
 
由n 片彈簧組成的疊合組合彈簧組壓縮時(shí)，除加載部位彈簧邊緣產(chǎn)生的摩擦力外，彈簧上下接觸表面之間也會(huì)產(chǎn)生方向相反的徑向摩擦力。這些摩擦力產(chǎn)生的n 個(gè)摩擦力矩與加載力矩相互作用，從而使得彈簧組在．壓縮過程中加載力增大，在回復(fù)過程中保持力減少。
 
實(shí)際的載荷偏差與變形無關(guān)。采用厚度較大的碟形彈簧將會(huì)產(chǎn)生較大阻尼作用。
 
經(jīng)驗(yàn)表明，碟形彈簧組載荷特性曲線的偏差隨彈簧組內(nèi)疊合組合彈簧數(shù)量的增加而增大，（下圖）。這是由于單個(gè)彈簧幾何外形（特別是錐面失圓和自由高度的偏差）與理想狀態(tài)的偏差累積所致。
 
困
 
如果彈簧在彈簧組內(nèi)移動(dòng)甚至是旋轉(zhuǎn)，彈簧組的載荷特性曲線也會(huì)發(fā)生輕微的變化。但總的來講，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，碟形彈簧組的加載和卸載特性曲線會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定。
 
出于安全的原因，即使是由單片彈簧組合的弱者也要采用內(nèi)部導(dǎo)向或者外部導(dǎo)向。對(duì)于采用低摩擦設(shè)計(jì)的碟形彈簧組，摩擦力的影響通常忽略不計(jì)。8 . 3 對(duì)合組合碟形彈簧組的摩擦
 
可以認(rèn)為對(duì)合組合碟形彈簧組采用了低摩擦設(shè)計(jì)。例如，碟形彈簧被設(shè)計(jì)出特殊的內(nèi)邊緣輪廓，從而最大程度地降低了彈簧組與導(dǎo)向件之間的摩擦。這就使得彈簧組內(nèi)的單個(gè)彈簧都具有均勻的變形量，彈簧組端部的可動(dòng)彈簧由于應(yīng)力過大產(chǎn)生提前斷裂的危險(xiǎn)也會(huì)降低。
 
上圖所示為低摩擦和高摩擦碟形彈簧組內(nèi)單個(gè)彈簧變形量的對(duì)比。對(duì)于同類型的低摩擦設(shè)計(jì)的對(duì)合組合彈簧組，其加載和卸載曲線與計(jì)算的載荷特性曲線都沒有太大差別（下圖）。在疊合組合彈簧用于對(duì)合組合彈簧組中時(shí)，這種情況不再適用。
 
下
 
單片彈簧尺寸與理想尺寸間的偏差將會(huì)導(dǎo)致彈簧或彈簧組間載荷的不均勻傳遞，從而使彈簧發(fā)生橫向位移，進(jìn)而導(dǎo)致彈簧與導(dǎo)向件之間產(chǎn)生較大的力的作用。如發(fā)生橫向位移的彈簧位于彈簧組的可動(dòng)端部，其產(chǎn)生的橫向作用力將會(huì)使彈簧與導(dǎo)向件之間產(chǎn)生顯著的摩擦。因此必須強(qiáng)調(diào)，在對(duì)合組合彈簧組中使用疊合組合彈簧組將會(huì)導(dǎo)致單片彈簧的不均勻變形，與此同時(shí)，如果工作頻率較高的話，也會(huì)導(dǎo)致工作溫度的顯著升高。這種情況將直接導(dǎo)致彈簧組疲勞壽命降低。
 
表2 一27
 
 
 
De 外徑InIn △ 工 由于蠕動(dòng)變導(dǎo)至的彈簧自由高度降低IIun
 
D l 內(nèi)徑N 彈簧失效前的最大載荷循環(huán)次數(shù)
 
Do 旋轉(zhuǎn)中心直徑IIun R … 彈簧剛度丫’mIn
 
E 彈性模量N / nun T 總間隙IIun
 
F 無支撐面單個(gè)數(shù)彈簧載荷N W 彈力做功Nnim
 
Fl , FZ , F3 變形量為51 , 52 , 53 時(shí)的彈簧載荷X Ho 無支撐面碟簧最大變形量He = 10 一t = scmm
 
Fc 彈簧壓平狀態(tài)下的計(jì)算載荷 。l 對(duì)合組合彈簧組中的單片彈簧或疊合組合彈簧的個(gè)數(shù)
 
 
 
 
 
1o 單個(gè)彈簧自由高度nun
 
Ft 。t 單個(gè)彈簧或彈簧組的N n 疊合組合彈簧組中單片彈簧個(gè)數(shù)
 
△F 由于松馳導(dǎo)致的載荷下降S 無支撐面的單個(gè)彈簧的變形量
 
Lo 對(duì)合組合或疊合組合彈簧組自由高度51 , 52 , 53 對(duì)應(yīng)載荷FI , FZ , F3 的彈簧變形量
 
Ll , LZ , L3 對(duì)應(yīng)載荷Fl 、FZ 、F3 時(shí)的彈簧高度InIn St 。t 對(duì)應(yīng)組合或疊合組合彈簧組的總行程建議最大值：Sges = 0 . 8 ( Lo 一Lc )
 
Lc 壓平狀態(tài)下對(duì)合組合或疊合組合彈簧的計(jì)算長(zhǎng)度二t 無支撐面單片彈簧厚度mm
 
 
 
t ' 有支撐面彈簧單片盤片的減薄厚度tnm
 
承受振動(dòng)載荷的碟型彈簧在工作行程區(qū)間內(nèi)的應(yīng)力變化幅度
 
 
 
錐角
 
 
 
泊松比
 
 
 
摩擦系數(shù)
 
 
 
疲勞強(qiáng)度圖容許的最大上限應(yīng)力N 、mmZ
 
幸存概率
 
 
 
疲勞強(qiáng)度圖容許的最小下限應(yīng)力NmmZ
 
計(jì)算應(yīng)力N . ．二2
 
 
 
強(qiáng)度圖容許的應(yīng)力的變化幅度
 
最大負(fù)載應(yīng)力N / IlunZ
 
 
 
切向應(yīng)力N / IlunZ
 
臨界應(yīng)力N ．萬二2
 
 
 
所有標(biāo)有’的數(shù)值，例如等均指有支撐面碟型彈簧
 
橫截面I 、11 、111 、IV 、及OM 各點(diǎn)的計(jì)算應(yīng)力N ．廠IlunZ
 
 
 
彈簧Nmm
 
承受振動(dòng)載荷的碟型彈簧最大許用應(yīng)力N . . , . lllmZ
 
 
 
 
 
橫截面工點(diǎn)壓平狀態(tài)時(shí)的計(jì)算應(yīng)力
 
 
 
 
 
承受振動(dòng)載荷的碟形彈簧要求的最小應(yīng)力