专利名称：弧面碟簧的制作方法
技术领域：
本实用新型属于碟形弹簧技术领域，特别是一种高性能弧面碟簧。
背景技术：
作为弹簧技术领域的重要形式，碟簧具有刚度大，行程短的特性，因此，在军工、航
空航天、冶金、石化、电力、机械制造、铁路运输和电器控制等领域大量使用。目前广泛使用
的结构形式绝大部分是锥型截面、也有少量的锥状梯形截面，虽然这些截面形式的碟簧使
用场合有区别，但碟簧的受力特性没有变化，也就是说碟簧从锥状至压平，其形变力变性质
基本上是一段连续完整的直线或者曲线，碟簧的上着力点和下支撑点是相对固定不变的。 而在实际使用碟簧中所出现的问题是，由于上着力点和下支撑点的相对固定不
变，往往产生碟簧受力的应力和疲劳集中，易导致碟簧在上述两点上产生破裂或者是疲劳
强度下降，造成碟簧的早期失效；另一方面，依据碟簧设计规定，安全许用载荷不大于碟簧
有效行程的75 % ，超过则没有安全保证，并会大大减低使用寿命和被迅速破坏的可能，然而
现有碟簧没有过载保护的结构设计，实际使用过程中，短期超过许用载荷的情况时有发生，
安全无法保障。 因此提高碟簧的可靠性、安全保障性和使用寿命，对现代工业生产和基础制造装备的发展，以及避免经济损失、减少危害有着重要的价值和意义。在2006年5月公开的碟簧实用新型，其公开号CN1776247A，是在碟簧本体上设置了阻尼体，目的是使碟簧变形受到阻碍、衰减振动，减轻噪音，虽然也有消除弹簧本身固有频率下的共振作用，但没有解决上述问题。
实用新型内容本实用新型目的是发明一种既能有效防止碟簧在工作时的破裂产生和疲劳强度下降，又能提供过载安全保障的高性能弧面碟簧和使用方法。 为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种结构设计新颖、工艺步骤经济和多种使用方法的高性能弧面碟簧。其特征在于，碟簧的截面设计为锥状弧形，弧形是在锥状的基础上凸起或者凹陷，弧形的拱高、弧长是随碟簧的锥高和直径大小而变化，其弧形的拱高小于锥高的1/3 ;当碟簧对合叠加受力压縮时，由于上下接触面是弧面，碟簧的受力点会随压縮行程的变化由初始的截面边缘向截面的中心点位移，反之，当碟簧拉伸时，其受力点会随拉伸行程的变化由截面的中心点向截面的边缘位移，有效防止了传统碟簧因着力点固定、应力集中所造成的破裂或者是疲劳强度下降问题；另一方面由于高性能弧面碟簧的结构设计是锥度和弧度合成，这与传统碟簧的受力特性有着显著的区别，其压縮的形变力变性质是先锥变后弧变，其回弹的形变力变性质是先弧变后锥变，所表现的线性关系也是有拐点的两个线段，而弧变压平载荷力至少是锥变压平载荷力的1.5倍，也就是说，在许用载荷规定的碟簧有效行程的75%时，高性能弧面碟簧的承载能力至少是传统碟簧的一倍，这就大大提高了碟簧的过载安全保障；极大提高了碟簧的可靠性、安全性和使用寿命，防止重大失效事故和经济损失。图13、14是传统碟簧，高性能弧面碟簧的受力特性曲线的比较。 本实用新型提供的高性能弧面碟簧的应用方法多样，可以根据现实情况进行多种组合，其特征在于，相同弧形的多个簧片体叠合、对合或者复合。不同弧形的簧片体单个对合，多个相隔叠合，不同弧形的簧片体单个对合，多个相隔叠合。[0008] 实用新型优点效果 由于本实用新型具有上述构成，能防止碟簧在工作时的破裂产生和疲劳强度下降，极大提高了碟簧的可靠性和使用寿命； 由于本实用新型具有上述构成，能提高碟簧的过载安全保障和扩大使用范围，极大提高了碟簧的安全性，有效防止重大失效事故和经济损失。 由于本实用新型具有上述构成，其经济性和应用温度、环境的工况场合宽广，经济价值高。
[0012]图1是弧面在锥形基础上向上凸起的弧面碟簧的结构示意图图2是弧面在锥形基础上向下凹陷的弧面碟簧的结构示意图图3是本实用新型实施例1结构示意图图4是本实用新型实施例2结构示意图图5是本实用新型实施例3结构示意图图6是本实用新型实施例4结构示意图图7是本实用新型实施例5结构示意图图8是本实用新型实施例6结构示意图图9是本实用新型实施例7结构示意图图10是本实用新型实施例8结构示意图图11是本实用新型实施例9结构示意图图12是本实用新型实施例10结构示意图图13是传统碟簧受力特征曲线示意图图14是高性能弧面碟簧的受力特性曲线示意图
具体实施方式
实施例1 : 参见图3，4片凸弧形的弧面碟簧1对合叠加复合(刚度并联位移增加)，当碟簧
受力压縮时，其形变力变性质首先是碟簧的锥度趋于平缓，其后是碟簧的弧度趋于平缓，由
于叠加碟簧的上下接触面是弧面，因此碟簧的受力点会随压縮行程的变化由初始的截面边
缘向截面的中心点位移，反之，当碟簧拉伸时，其受力点会随拉伸行程的变化由截面的中心
点向截面的边缘位移；当压縮行程超过许用规定的75%时，碟簧的承载能力至少增加了一
倍，这就大大提高了碟簧的过载安全保障；以及提高了碟簧的可靠性、安全性和使用寿命。
实施例2 : 参见图4， 2片凸弧形的弧面碟簧1叠合组合(刚度串联位移不变)，当碟簧受力压縮时，其形变力变性质首先是碟簧的锥度趋于平缓，其后是碟簧的弧度趋于平缓。其特性是
位移不变承载力加倍。
实施例3 : 参见图5，4片凸弧形的弧面碟簧1，2片叠合后再对合(刚度串联位移增加)，当碟簧受力压縮时，其形变力变性质首先是碟簧的锥度趋于平缓，其后是碟簧的弧度趋于平缓。其特性是位移和承载力均加倍。[0032] 实施例4 : 参见图6，4片凹弧形的弧面碟簧2对合叠加复合(刚度并联位移增加)，当碟簧
受力压縮时，其形变力变性质首先是碟簧的锥度趋于平缓，其后是碟簧的弧度趋于平缓，由
于叠加碟簧的上下接触面是弧面，因此碟簧的受力点会随压縮行程的变化由初始的截面边
缘向截面的中心点位移，反之，当碟簧拉伸时，其受力点会随拉伸行程的变化由截面的中心
点向截面的边缘位移；当压縮行程超过许用规定的75%时，碟簧的承载能力至少增加了一
倍，这就大大提高了碟簧的过载安全保障；以及提高了碟簧的可靠性、安全性和使用寿命。
实施例5 : 参见图7， 2片凹弧形的弧面碟簧2叠合组合(刚度串联位移不变)，当碟簧受力压縮时，其形变力变性质首先是碟簧的锥度趋于平缓，其后是碟簧的弧度趋于平缓。其特性是位移不变承载力加倍。[0036] 实施例6 : 参见图8，4片凹弧形的弧面碟簧2，2片叠合后再对合(刚度串联位移增加)，当碟簧受力压縮时，其形变力变性质首先是碟簧的锥度趋于平缓，其后是碟簧的弧度趋于平缓。其特性是位移和承载力均加倍。[0038] 实施例7 : 参见图9， 2片凸弧形的弧面碟簧1与2片凹弧形的弧面碟簧2相隔对合叠加复合(刚度并联位移增加)，当碟簧受力压縮时，其形变力变性质首先是碟簧的锥度趋于平缓，其后是碟簧的弧度趋于平缓，其特性是当压縮行程没有超过许用规定的75%时，受力特性
与传统碟簧基本相同，当压縮行程超过许用规定，其最大承载能力至少增加十倍。[0040] 实施例8 : 参见图10，2片凸弧形的弧面碟簧1叠合后，再与2片叠合的凹弧形的弧面碟簧2对合(刚度串联位移增加)，当碟簧受力压縮时，其形变力变性质首先是碟簧的锥度趋于平缓，其后是碟簧的弧度趋于平缓。其特性是位移和承载力加倍。[0042] 实施例9 : 参见图11， 1片凸弧形的弧面碟簧1与1片凹弧形的弧面碟簧2叠加(刚度串联位移不变)，当碟簧受力压縮时，其形变力变性质首先是碟簧的锥度趋于平缓，其后是碟簧的弧度趋于平缓，其特性是位移不变承载力增加3倍。[0044] 实施例10 : 参见图12， 1片凸弧形的弧面碟簧1与1片凹弧形的弧面碟簧2叠加后再对合(刚度串并联位移增加)，当碟簧受力压縮时，其形变力变性质首先是碟簧的锥度趋于平缓，其后是碟簧的弧度趋于平缓，其特性是位移增加1倍承载力增加3倍。[0046] 由于高性能弧面碟簧的组合使用形式多样，上述实施例并不能包括全部。
权利要求一种弧面碟簧，用于缓冲和预紧，其特征在于，单个弧面碟簧的截面为锥状弧形，其弧形的拱高小于锥高的1/3。
2. 根据权利要求1所述的弧面碟簧，其特征在于，弧形是在锥状的基础上凸起或者凹陷。
3. 根据权利要求1所述弧面碟簧，其特征在于，相同弧形的多个簧片体叠合、对合或者复合。
4. 根据权利要求1所述弧面碟簧，其特征在于，不同弧形的簧片体单个对合，多个相隔
专利摘要本实用新型涉及的是一种弧面碟簧，弧面碟簧的截面设计为锥状弧形，弧形是在锥状的基础上凸起或者凹陷，弧形的拱高、弧长是随碟簧的锥高和直径大小而变化，其弧形的拱高小于锥高的1/3，相同弧形的和不同弧形的弧面碟簧可组合使用，采用上述设计的弧面碟簧大大提高了碟簧的过载安全保障，极大提高了碟簧的可靠性、安全性和使用寿命，防止重大失效事故和经济损失。
文档编号F16F1/18GK201521585SQ20092016281
公开日2010年7月7日 申请日期2009年8月28日 优先权日2009年8月28日
发明者赵晶玮 申请人:超化公司