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碟形弹簧及碟形弹簧组的摩擦因素


根据不同的弹簧组合方式,随碟形弹簧组的压缩和张开,单个弹簧之间/弹簧与导向元件之间以及弹簧承载部位的摩擦力都会升高。因此,对于给定的弹簧应用条件,理论计算的加载和卸载特性曲线都会与实际曲线存在偏差。
单个碟形弹簧的摩擦
弹簧压缩时的摩擦力产生与加载力矩起反作用的力矩,因此使压缩力增大。弹簧回复时,摩擦力矩则加载力矩方向相同,从而减小所需的保持力。
实际的摩擦系数与加载部件表面的抛光程度/碟形弹簧边缘和倒角半径以及润滑条件等因数有关。
叠合组合碟形弹簧组的摩擦
由N片弹簧组成的叠合组合弹簧组压缩时,除加载部位弹簧边缘产生的摩擦力外,弹簧上下接触表面之间也会产生方向相反的径向摩擦力。这些摩擦力产生的N个摩擦力矩与加载力矩相互作用,从而使得弹簧组在压缩过程中加载力增大,在回复过程中保持力减小。实际的载荷偏差与弹簧变形无关。采用用厚度较大的碟型弹簧(A系列)将会产生较大阻尼作用。经验表明,碟形弹簧组载荷特性曲线的偏差随弹簧组内叠合组合弹簧数量的增加而增大。这是由于单个弹簧几何外形(特别是锥面失圆和自由高度的偏差)与理想状态的偏差累积所致。如果弹簧在弹簧组内移动甚至旋转,弹簧组的载荷特性曲线也会发生轻微的变化。但总的来讲,随着时间的延长,碟型弹簧组的加载和卸载特性曲线会逐渐趋于稳定。出于安全的原因,即使是由单片弹簧组合的弹簧组也要采用内部导向或者外部导向。对于采用低摩擦设计的碟形弹簧组,摩擦力的影响通常忽略不计。
对合组合碟形弹簧组的摩擦
可以认为对合组合碟形弹簧组采用了低摩擦设计。例如,碟形弹簧被设计出特殊的内边缘轮廓,从而量大程度地降低了弹簧组与导向件之间的摩擦。这就使得弹簧组的单个弹簧都具有均匀的变形量,弹簧组端部的可动弹簧由于应力过大产生提前断裂的危险也会降低。
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