核工小贴士-碟形弹簧垫圈相关知识

碟形弹簧垫圈是用金属板料或锻压坯料而成的垫圈式弹簧。是一种形状为圆锥碟状的弹性元件,随着垫圈在各个行业内的应用,这里核工简述一下碟簧垫圈的常用材料和使用方式。

碟形弹簧垫圈常用材料

我国碟簧采用材料有高质量的弹簧钢60Si2MnA、50CrVA或特殊材料,如不锈钢、铬镍铁合金等。其中特殊材料不锈钢、铬镍铁合金等适用于高温和腐蚀性环境。

采用铬镍铁合金碟簧的高温高压硬密封球阀,密封可靠,零泄漏,可承受很大的轴向力,适用于液体、气体和酸类等强腐蚀介质以及泥浆和砂类等强磨损介质,可宽泛用于石油、化工和电力等行业。

镍基合金材料(0Cr15Ni70Ti3AlNb)制碟簧垫圈可用于核反应堆设备。如在铬镍铁合金中添加Al、Ti、Nb元素,会使碟簧的强度、弹性和塑性进一步提高。

碟形弹簧垫圈使用方法

载荷特性曲线反映碟簧垫圈的载荷变形特性。根据尺寸情况满载和特性曲线或多或少都是逐步递减直至水平状态。

特殊情况下,也可将其设计成变形超出水平状态。碟簧垫圈通常作为模块化组件使用。一组单片碟簧垫圈按照相同方向叠合使用,称作叠合组合碟簧垫圈;反之,一组单片碟簧垫圈按照不同方向交替对合使用,称作对合组合碟簧垫圈。叠合组合情况下,碟簧组的变形与单个弹簧相同,给定变形量时的载荷则是单个弹簧的N倍(N=碟簧组内单片弹簧片数)。对合组合情况下,碟簧组变形是弹簧组内单片弹簧变形量的总和,载荷则与单片弹簧相同。对于由单片碟簧垫圈或弹簧组组成的组合碟簧垫圈的变形和载荷计算,上述因素应考虑在内。

碟形弹簧垫圈可以通过将由不同片数碟簧垫圈组成的叠合组合弹簧或不同厚度的单片碟簧垫圈组合成碟簧垫圈组来获得递增的载荷特性曲线,在这种情况下,弹簧组达到压平位置或极限行程后,单片弹簧或组合弹簧将不再对弹簧组的变形产生影响。

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