Тарельчатая пружина: ГОСТ, расчет, изготовление

 В продаже встречаются самые различные варианты исполнения пружин, их основные характеристики определяют область применения и многие другие моменты.

Применение определенных материалов определяет то, что изделие может выдержать температуру из достаточно широкого диапазона. При производстве применяются определенные стандарты, которые упрощают процедуру выбора. Также соответствие стандартам позволяет быть уверенным в том, что изделие соответствует установленным нормам эксплуатации.

Тарельчатая пружина и ее госстандартизация

Как и многие другие изделия, тарельчатая пружина изготавливается с учетом соблюдения определенных стандартов. Они обеспечивают:

1. Наличие требуемых свойств у всех изделий.
2. Стандартизацию классификации, которая упрощает процесс выбора.

Примером служит пружина din 2093. Этот немецкий стандарт получил весьма широкое распространение, так как деталь применяется в промышленности, в строительной сфере и производстве. Также есть пружина тарельчатая ГОСТ 3057, стандарт которой распространен на территории России.

Скачать ГОСТ 3057-90

Сегодня din 2093 пружина шайба тарельчатая применяется в случае, когда нужно обеспечить устойчивость соединения к высоким силовым нагрузкам при несущественных деформациях. При этом пружина тарельчатая din 2093 может изготавливаться при применении различных сплавов, зачастую используется рессорно-пружинная, так как она обладает всеми требующимися свойствами.

Принцип действия детали достаточно прост. Он заключается в использовании свойства определенных металлов, связанных к изменению своей формы и ее восстановления при воздействии силы. За счет этого шайба пружинная тарельчатая позволяет существенно повысить прочность соединения в случае, когда устройство принимать вибрационные нагрузки.

Разновидности и основные формы пружин

Стоит учитывать, что в продаже встречается несколько вариантов исполнения рассматриваемого изделия. При этом пружины тарельчатые могут классифицироваться по размерам, за счет чего есть возможность приобрести наиболее подходящий элемент крепежа. Классификация дин 2093 шайбы пружинной тарельчатой выглядит следующим образом:

1. С наклонными кромками.
2. С наклонными кромкам и специальными опорными плоскостями. Главное условие заключается в толщине пластины не менее 1 миллиметра.
3. С параллельными кромками по наружному и внутреннему диаметру.
4. Вариант исполнения с параллельными кромками по внутреннему и наружному диаметру и опорным плоскостями при толщине пружины 1 миллиметр.

Стоит учитывать, что некоторые варианты исполнения изготавливаются исключительно при согласовании основных параметров с заказчиком. Серьезные отклонения могут стать причиной существенного снижения прочности.

Применяемая пружина тарельчатая 50 30 1 мм классифицируется по точности на несколько основных групп:

1. Изделия первой группы точности имеют толщину более 3 мм. При этом предельное отклонение составляет 5%.
2. Вторая группа характеризуется тем, что толщина имеет 1 мм. Отклонение может составить около 10%.
3. В третью группу включены изделия, которые могут иметь самую различную толщину. Показатель предельного отклонения составляет 20%.

Не стоит забывать о том, что 60с2а не дают нужное усилие в случае эксплуатации в сложных условиях. При этом производство проводится только с учетом стандартов.

Основные параметры пружин

Применяется пакет тарельчатых пружин для достижения самых различных целей. Наиболее важными параметрами принято считать:

1. Сила, которая может оказываться на изделие. Этот показатель указывается в специальных таблицах.
2. Изделие обладает внутренним и наружным диаметрами, которые также должны учитываться при выборе наиболее подходящей шайбы.
3. Подбирается опора пружины в соответствии с показателем ее высоты.
4. Максимальная деформация также варьирует в достаточно большом диапазоне. При оказании механического воздействия поверхность принимает ее, может несущественно изменять свою форму и основные свойства.
5. Максимальный показатель устойчивости при деформации.
6. Масса детали. Этот показатель при необходимости рассчитывается, а также может быть взят из таблиц для стандартизированных изделий. Показатель массы зависит от типа применяемого сплава при изготовлении, размеров, проводимой термической обработки и многих других моментов.

Кроме этого, указывается номер изделия. По нему существенно упрощается выбор подходящей тарельчатой пружины.

Изготовление тарельчатых пружин

Только при соблюдении определенных требований по изготовлению тарельчатых пружин достигаются требуемые параметры. Основными можно назвать следующее:

1. В большинстве случаев пакет тарельчатых пружин изготавливается при применении стали марки 60С2А. Этот стандарт установлен в ГОСТ 14959-79. Подобный материал обладает все требуемыми характеристиками, за счет которых обеспечивается длительная эксплуатация.
2. При согласовании с покупателем могут применяться и другие сплавы, к примеру, 51ХФА и 60С2Н2А. Некоторые из них обладают уникальными эксплуатационными характеристиками, которые и определяют распространение изделия. Примером можно назвать упругость, твердость, износостойкость, коррозионную стойкость. Однако, при выборе наиболее подходящего сплава учитывается стоимость.
3. Показатель твердости может варьировать в пределе 46-52 HRC или 420-512 HB. Только при этом показателе деталь может прослужить в течение длительного периода. В некоторых случаях проводится термическая обработка поверхности, за счет которой существенно повышается показатель твердости и износостойкости. Из-за термического воздействия и соответствующего охлаждения происходит перестроение структуры.
4. На момент производства уделяется внимание тому, чтобы на поверхности не было раковин, трещин, следов разъедания и коррозии. Подобные дефекты становятся причиной существенного уменьшения прочности и надежности детали. Производители применяют самые различные способы контроля качества выпускаемой продукции. В большинстве случаев используется метод визуального осмотра, а также выборочное тестирование и многие другие.
5. Уделяется внимание и параметру шероховатости. Требуемое значение достигается при механической обработке поверхности. Слишком высокое значение становится причиной, по которой изделие не может применяться в тех или иных условиях. Однако метод механической обработки существенно повышает себестоимость проводимой процедуры. Высокоточные тарельчатые пружины, которые устанавливаются при создании ответственных изделий, получаются при применении специального оборудования.
6. Ширина опорных плоскостей может варьировать в большом диапазоне, этот параметр указывается в таблице.

Сегодня производство тарельчатых пружин проводится при применении специального оборудования, за счет чего существенно упрощается поставленная задача. Особенности изготовления тарельчатых пружин заключается также в применении специальных сплавов, которые отвечают поставленных требованиям.

Как произвести расчет?

Прежде чем проводить производство следует уделить внимание расчету. Проводя расчет тарельчатых пружин следует учитывать нижеприведенные моменты:

1. Тарельчатые пружины могут применяться раздельно или в составе комплекта, который называется пакетом. Этот момент считается довольно важным, так как в сочетании рассматриваемое изделие проявляет несколько иные эксплуатационные характеристики.
2. При цилинической нагрузке отдается предпочтение последовательной сборке, так как существенно снижается показатель контактной и фрикционной коррозии.
3. При применении целого пакета уделяется внимание возможности перенапряжения пружины. Для снижения вероятности потери прочности проводится установка промежуточного упора.
4. Количество пружин выбирается с учетом того, что нагрузка должна распределяться равномерно. Однако, за счет увеличения их количества повышается стоимость, может возникнуть трудность с размещением.
5. Всегда уделяется внимание тому, какое именно материал используется при изготовлении подобной детали.

Расчеты могут проводится самые различные. Чаще всего проводится определение нижеприведенной информации:

1. Сила пружины при воздействии рабочей деформации. При этом выделяют отдельные формулы для расчета варианта исполнения без опорной плоскости и с опорной, а также при радиусном закруглении кромок.
2. Также определяется показатель силы пружины при максимальной деформации. Она рассчитывается для каждого типа изделия отдельно.
3. Напряжение сжатия на кромке. Она может варьировать в достаточно большом диапазоне, рассчитывается для всех изделий.
4. Еще одним важным показателем можно назвать напряжение растяжения в кромке. Показатель измеряется в МПА.
5. Модуль упругости применяется при проведении всех расчетов, этот показатель стандартизирован.
6. Предварительная деформация пружины берется из определенного промежутка. Она может оказывать длительное воздействие на изделие.
7. Значение максимальной деформации и толщина пружины берется с табличной информации.
8. При расчетах применяется коэффициент Пуассона.
9. Ширина опорной плоскости указывается в справочной информации. Номинальное значение находится в пределах 0,5b.
10. Еще одним важным параметром можно назвать жесткость пружины. Это значение также определяется для каждого типа изделия.
11. Проводится также расчет массы. Это значение требуется в случае, когда тарельчатая пружины применяется в качестве части механизма.

Стоит учитывать, что многие расчеты проводятся исключительно при применении табличной информации. Именно поэтому требуются определенные справочники.

В последнее время большое распространение получили программы, при введении определенной информации которые самостоятельно проводят расчет. Их применение существенно упрощает поставленную задачу, снижает степень погрешности. Однако, как и в первом случае, достаточно важно правильно провести выбор переменных коэффициентов из рекомендуемого диапазона. Допущенные ошибки могут стать причиной того, что тарельчатая пружина не будет обладать требуемыми характеристиками.

Область применения

Рассматриваемое изделие получило весьма широкое распространение. Это связано со следующим:

1. Многие соединения характеризуются низкой устойчивостью к вибрации. Именно поэтому при соответствующем воздействии степень крепления существенно снижается.
2. Вибрация и перемененные нагрузки могут стать причиной раскручивания соединения. Часто при эксплуатации различных механизмов возникает вибрационная нагрузка, которая создает довольно большое количество проблем. Даже незначительное смещение двух объектов относительно друг друга становится причиной, по которой существенно снижается прочность, может происходить деформация крепежных элементов.
3. Применение особого сплава при изготовлении тарельчатой пружины позволяет компенсировать возникающие вибрации и переменные нагрузки. За счет этого существенно повышается степень надежность получаемого соединения.

Применяется тарельчатая пружина в машиностроительной и многих других областях. При этом следует отметить относительно невысокую стоимость, за счет чего есть возможность создавать надежные механизмы при минимальных вложениях.

Важно провести правильный выбор наиболее подходящего варианта исполнения тарельчатой пружины. При этом учитываются следующие условия:

1. Пакет тарельчатых пружин выбирается в том случае, когда при установке одиночной не обеспечивается требуемый ход. Кроме этого, сочетание рассматриваемого изделия подходит в случае, когда одного не подходит для нормальной функциональности.
2. За счет существенного увеличения диаметрального размера уменьшается длина. За счет этого появляется возможность создания компактных механизмов.
3. При оказании циклической нагрузки рекомендуется проводить последовательную сборку. За счет последовательной сборки существенно повышается коррозионная стойкость поверхности.

Установка тарельчатых пружин проводится при создании самых различных устройств и механизмов. Примером можно назвать следующее:

1. Шарикоподшипниковые механизмы, которые могут применяться для снижения степени трения поверхности. Подшипники сегодня устанавливаются при создании самых различных устройств. Основное требование, предъявляемое в этом случае, заключается в точности расположения всех элементов. Кроме этого, на момент эксплуатации может возникать вибрация и переменная нагрузка. При этом уделяется внимание тому, чтобы шарикоподшипники обладали требуемой коррозионной стойкостью.
2. Тормозные устройства. Они часто устанавливаются на автомобилях и других транспортных средствах. На момент торможения есть вероятность также возникновения переменной нагрузки, которая становится причиной вибрации и повышенного износа.
3. Зажимные приборы, которые предназначены для фиксации деталей при их обработке и проведении другой работы. Довольно большое распространение получили различные тиски и другие подобные механизмы. На момент эксплуатации может оказываться переменная нагрузка, которая становится причиной снижения прочности соединения.
4. Подъемные механизмы. Они применяются для транспортировки различных объектов. К подобным устройствам предъявляется довольно большое количество требований, касающихся надежности. Именно поэтому отдается предпочтение высокоточным изделиям.

Не стоит забывать о том, что в продаже встречаются самые различные варианты исполнения изделия. Стандартные тарельчатые пружины устанавливаются при создании систем безопасности лифтов. Некоторые организации проводят выпуск по индивидуальным чертежам, что позволяет получить деталь с особыми эксплуатационными характеристиками.

Применение рассматриваемого изделия помогает сэкономить монтажное пространство. При этом требуемые показатели достигаются при минимальном объеме упругого элемента.

В заключение отметим, что встречаются изделия с покрытием и без него. При этом основной состав характеризуется повышенной устойчивостью к воздействию окружающей среды, переменным и постоянным нагрузкам.