一种碟形弹簧装置的制作方法

本实用新型涉及一种碟形弹簧装置，尤其涉及一种接触点可变的碟形弹簧装置。

背景技术：

现有技术中，碟形弹簧其截面沿中心轴的一侧呈矩形；该类型碟形弹簧已经实现批量化生产；碟形弹簧在压缩过程中力学特性曲线的刚度逐渐降低，如图5所示，但是在许多碟形弹簧应用场合需要碟形弹簧在压缩过程中碟形弹簧的刚度保持恒定或者弹簧刚度随着压缩位移的增大碟形弹簧的刚度递增的力学特性。接触点可变的碟形弹簧可以实现以上功能，但比较于矩形截面碟形弹簧，其加工精度高，加工工艺复杂，加工成本高，导致其使用寿命结束后的更换成本较高。因此需要一种能够随着弹簧压缩位移的增大而实现恒刚度或刚度逐步增大的特殊力学特性的、容易更换、成本低廉的替代方案。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种碟形弹簧装置，包括碟形弹簧本体、上压件、下压件，碟形弹簧本体截面为矩形截面，上压件截面呈倒凸状，所述上压件靠近内径处为限位侧壁，所述上压件的顶部截面的下表面由内径侧的上端曲线和外径侧的水平上端线段相切而成，切点为上端曲线的终点，所述下压件的截面呈凹状，所述下压件的外径处为限位侧壁，所述下压件的底部截面的上表面由内径侧的水平下端线段和外径侧的下端曲线相切而成，切点为下端曲线的终点；所述碟形弹簧安装于 所述上压件与下压件之间；上端曲线和碟形弹簧截面上表面接触于靠近碟形弹簧内径处，下端曲线和碟形弹簧截面下表面接触于靠近碟形弹簧外径处。

作为优选，上端曲线靠内径侧的端点到上端曲线的终点之间呈单调下降。

作为优选，下端曲线靠外径侧的端点到下端曲线的终点之间呈单调上升。

作为优选，上端曲线和下端曲线，可为但不仅限于圆弧、抛物线、双曲线任一曲线中的一段。

作为优选，上端曲线和下端曲线为圆弧、抛物线或双曲线中的一段。

作为优选，上端曲线为圆弧一段。

作为优选，下端曲线为圆弧一段。

通过改变上、下端曲线的曲率及弧线长度，可以调节碟形弹簧的刚度从而获得不同的刚度特性。上端曲线和下端曲线的弧线长度越长，碟形弹簧弹力的最大值也越大。

使用时将碟形弹簧置于上下压件中，下压件固定，上压件压缩弹簧下降，弹簧上表面与上压件的接触点(即支撑点)沿设计的曲线不断外移，弹簧下表面与下压件的接触点沿设计的曲线不断内移；通过在压缩碟形弹簧过程中，使作用点沿着曲线连续变化，从而改变碟形弹簧的力学特性，可实现恒刚度特性、刚度逐步变大的特性，也可实现其它类型的曲线；上端曲线和下端曲线的两个接触点之间的距离越小，弹簧的刚度越大。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果是：

与相比现有技术，本实用新型将设计的曲线加工在上压件和下压件上，碟形弹簧采用矩形截面碟形弹簧；在工作使用中，通过在压缩碟形弹簧过程中，使作用点沿着曲线连续变化，从而改变碟形弹簧的力学特性，可实现恒刚度特性、刚度逐步变大的特性，也可实现其它类型的曲线；上压件和下压件除极端情况，将不会损坏，碟形弹簧作为弹性元件，具有使用寿命，需要定期更换；故相比于采用接触点可变碟形弹簧，更换方便，使用成本更低。

附图说明

图1为本实用新型实施例一碟形弹簧装置剖面结构示意图；

图1-1为图1中I部分局部放大示意图；

图1-2为图1中II部分局部放大示意图；

图2为本实用新型实施例一上压件剖面结构示意图；

图2-1为图2中C部分局部放大示意图；

图3为本实用新型实施例一下压件剖面结构示意图；

图3-1为图3中D部分局部放大示意图；

图4为本实用新型实施例一碟形弹簧装置压缩后剖面结构示意图；

图4-1为图4中I’部分局部放大示意图；

图4-2为图4中II’部分局部放大示意图；

图5为矩形截面碟形弹簧的力值特性示意图；

图6为本实用新型实施例一碟形弹簧的力值特性示意图；

图7为本实用新型实施例二碟形弹簧的力值特性示意图；

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图。

实施例一

如图1、图1-1、图1-2、图2、图2-1、图3、图3-1所示：一种碟形弹簧装置，包括下压件1，碟形弹簧2和上压件3。下压件1固定，上压件3向下压缩；碟形弹簧本体截面为矩形截面，上压件截面呈倒凸状，上压件3靠近内径处为限位侧壁33，上压件3的顶部截面的下表面由内径侧的上端曲线31和外径侧的水平上端线段32相切而成，切点A2为上端曲线的终点，下压件1的截面呈凹状，下压件1的外径处为限位侧壁13，下压件1的底部截面的上表面由内径侧的水平下端线段12和外径侧的下端曲线11相切而成，切点B2为下端曲线的终点；碟形弹簧2安装于所述上压件3与下压件1之间；上端曲线31和碟形弹 簧截面上表面接触于靠近碟形弹簧2内径处，下端曲线11和碟形弹簧截面下表面接触于靠近碟形弹簧2外径处。

如图2和图2-1所示,为上压件剖面结构示意图。点A1和点A2为上端曲线31的两个端点，上端曲线31与水平上端线段32相切于点A2，上端曲线31从A1点到A2点，不断下降。

如图3和图3-1所示,为下压件剖面结构示意图。点B1和点B2为下端曲线11的两个端点，下端曲线11与水平下端线段12点B2；从B1点到B2点，曲线11不断上升。

如图1、图1-1、图1-2、图4、图4-1、图4-2所示：碟形弹簧装置压缩后，碟形弹簧截面的上表面24与上端曲线31的接触点由图1-1中的M点移动到了图4-1中所示的M1点；碟形弹簧截面的下表面25与下端曲线11的接触点由图1-2中的N点移动到了图4-2所示的N1点。

如图6所示，本实用新型实施例一碟形弹簧的力值特性示意图，从图中能够清晰的显示出碟形弹簧在压缩过程中碟形弹簧的刚度近似于直线。

实施例二

如图7所示，为本实用新型实施例二碟形弹簧的力值特性示意图；从图中能够清晰的显示出碟形弹簧在压缩过程中碟形弹簧的刚度逐步增大。

本实用新型专利要实现图6和图7的力值特性曲线，需要分别调节上、下压件圆弧曲率和曲线的长度。上端曲线31和下端曲线11的长度越长碟形弹簧2的弹簧力值的最大值也越大，刚度也就越大。因此在同等材料条件下实施例二中的碟形弹簧的上端曲线31和下端曲线11的长度相较于实施例一的上端曲线和下端曲线的长度要短一些。

但以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非用以局限本实用新型的专利范围，故凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均同理包含在本实用新型的范围内。