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碟形彈簧在建筑工程中的發(fā)展趨勢及應(yīng)用發(fā)布者：廈門力常彈簧有限公司 發(fā)布時間：2016-12-27 14:46
碟簧是用金屬板料或者用鍛壓坯料加工成型而成的截錐形截面的碟型式彈簧，具有剛度大、變剛度的特點，并且能夠以小變形承受大載荷，因此被廣泛應(yīng)用在重型機械中。隨著碟簧技術(shù)的發(fā)展，其制造精度不斷提高，現(xiàn)已在建筑工程中得到使用。例如用作橋梁抗震和強力緩沖元件、高層及大型建筑的抗震、緩沖、減壓及隔震作用的元件。
1.應(yīng)用實例
碟簧在建筑工程應(yīng)用我們以上海南站為例子進行介紹。上海南站站屋工程的設(shè)計就是充分利用了碟簧強阻尼和強耗能的作用，當(dāng)建筑受到震、不平衡力作用時可用有效地減少破壞作用。如圖1所示上海南站站房屋頂通過梁柱連接支撐起來的，各個節(jié)點通過活動主梁連接軸支撐。梁柱上部通過如圖2所示的滑動軸相連，滑動軸兩頭使用兩組碟簧組夾緊滑動軸。如圖3所示為碟簧的安裝位置圖，通過對稱彈簧組的作用，使滑動軸徑向作用受力平衡，當(dāng)滑動軸受到水平震動或者是扭曲變形時，彈簧組可以大大減少危害。
2.碟簧組的設(shè)計
在選擇碟簧時，通常情況下都是參照國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，如果國家標(biāo)準(zhǔn)不能滿足實際使用要求時可以自行設(shè)計。
根據(jù)變形特性的要求，首先選定h0/t，按照國標(biāo)，碟簧有三個序列：
序列A：D/t=18, h0/t=0.4(大剛度序列)
序列B：D/t=28, h0/t=0.75
序列C：D/t=40, h0/t=1.3(小剛度序列)
h0/t的比值是選擇碟簧組的重要依據(jù)。
根據(jù)使用要求，此碟簧的作用是作為緩沖減震的元件，所以h0/t一般不宜過大其比值。不宜超過根號2，當(dāng)h0/t大于根號2時彈簧就呈現(xiàn)零剛度特性，這樣就會使彈簧在使用狀態(tài)下具有不穩(wěn)定特性，甚至使彈簧失效。如圖4所示為碟簧理論特性曲線，在選擇碟簧時可作為我們選擇的重要參考依據(jù)。
根據(jù)彈簧使用空間狀況，確定彈簧的D或者d，在設(shè)計碟簧時，一般選取C=1.7-2.5之間，對于吸振和緩沖的彈簧C一般在1.7-2之間取，這樣可以達到最大的吸振需要，但是也不是一定要滿足的，在設(shè)計時最主要的還是要根據(jù)使用空間需要來確定。
根據(jù)使用場合的強度條件確定彈簧的厚度及不同的組合形式，由于彈簧的設(shè)計要求剛度為2000N/mm，可以得出彈簧的厚度和組合形式。
材料選擇及使用應(yīng)力：根據(jù)碟簧標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1972-2005的要求，碟簧的標(biāo)準(zhǔn)材料為60Si2MnA和50CrVA，由于使用條件對彈簧的材料沒有特殊要求，普通材料能滿足使用要求，材料選擇60Si2MnA，且受靜載荷碟簧的壓平時的應(yīng)力a om接近材料屈服點a s。
最終設(shè)計方案為：碟簧的外徑D=160mm，內(nèi)徑d=113mm，厚度t=6mm，自由高度H0=10mm，h0/t=0.67，組合形式為8片單片對合為一組，其組合及裝配形式如圖5所示，彈簧的特性曲線如圖6所示。
3.使用效果分析
從圖3中可以看出，滑動軸兩邊各有一組碟簧組，這兩組碟簧組的安裝方式、安裝數(shù)量級彈簧組的預(yù)壓力工作狀態(tài)是相同的，這就保證了兩組彈簧組在正常使用狀態(tài)下處于平衡的狀態(tài)，即彈簧組在正常狀態(tài)下承受靜載荷，當(dāng)滑動軸在徑向受到穩(wěn)定或者震動載荷作用，我們可以用簡化模型進行分析，首先測試單片碟簧往返程曲線如圖7所示。
從圖7中可以看出，返程力減小20%左右，說明碟簧耗能非常強，由此可以分析，當(dāng)兩個碟簧組在使用中沖擊載荷作用時，它的耗能能力將會更強。
4.碟簧在建筑工程應(yīng)用的展望
從這幾年碟簧行應(yīng)用來看，碟簧的應(yīng)用范圍越來月光，在很大的范圍內(nèi)正在取代螺旋彈簧，并在建筑業(yè)得到不斷地應(yīng)用，例如在橋梁振動緩沖中得到很大應(yīng)用，在建筑豎向減震中得到很大應(yīng)用。隨著我們機械制造水平的提高和材料加工精度的提高，我國的碟形彈簧產(chǎn)業(yè)在未來幾年中將會得到長足的發(fā)展，全國年的總銷售額有望突破10億元，將會改變高精度碟形彈簧靠進口的局面。
廈門力常彈簧有限公司生產(chǎn)波形彈簧，不銹鋼碟簧，DIN2093碟簧，彈簧墊圈，DIN6796碟墊，齒面防松碟簧，高溫碟簧，環(huán)形彈簧等國標(biāo)碟簧產(chǎn)品，歡迎來電咨詢訂購。
1.應(yīng)用實例
碟簧在建筑工程應(yīng)用我們以上海南站為例子進行介紹。上海南站站屋工程的設(shè)計就是充分利用了碟簧強阻尼和強耗能的作用，當(dāng)建筑受到震、不平衡力作用時可用有效地減少破壞作用。如圖1所示上海南站站房屋頂通過梁柱連接支撐起來的，各個節(jié)點通過活動主梁連接軸支撐。梁柱上部通過如圖2所示的滑動軸相連，滑動軸兩頭使用兩組碟簧組夾緊滑動軸。如圖3所示為碟簧的安裝位置圖，通過對稱彈簧組的作用，使滑動軸徑向作用受力平衡，當(dāng)滑動軸受到水平震動或者是扭曲變形時，彈簧組可以大大減少危害。
2.碟簧組的設(shè)計
在選擇碟簧時，通常情況下都是參照國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，如果國家標(biāo)準(zhǔn)不能滿足實際使用要求時可以自行設(shè)計。
根據(jù)變形特性的要求，首先選定h0/t，按照國標(biāo)，碟簧有三個序列：
序列A：D/t=18, h0/t=0.4(大剛度序列)
序列B：D/t=28, h0/t=0.75
序列C：D/t=40, h0/t=1.3(小剛度序列)
h0/t的比值是選擇碟簧組的重要依據(jù)。
根據(jù)使用要求，此碟簧的作用是作為緩沖減震的元件，所以h0/t一般不宜過大其比值。不宜超過根號2，當(dāng)h0/t大于根號2時彈簧就呈現(xiàn)零剛度特性，這樣就會使彈簧在使用狀態(tài)下具有不穩(wěn)定特性，甚至使彈簧失效。如圖4所示為碟簧理論特性曲線，在選擇碟簧時可作為我們選擇的重要參考依據(jù)。
根據(jù)彈簧使用空間狀況，確定彈簧的D或者d，在設(shè)計碟簧時，一般選取C=1.7-2.5之間，對于吸振和緩沖的彈簧C一般在1.7-2之間取，這樣可以達到最大的吸振需要，但是也不是一定要滿足的，在設(shè)計時最主要的還是要根據(jù)使用空間需要來確定。
根據(jù)使用場合的強度條件確定彈簧的厚度及不同的組合形式，由于彈簧的設(shè)計要求剛度為2000N/mm，可以得出彈簧的厚度和組合形式。
材料選擇及使用應(yīng)力：根據(jù)碟簧標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1972-2005的要求，碟簧的標(biāo)準(zhǔn)材料為60Si2MnA和50CrVA，由于使用條件對彈簧的材料沒有特殊要求，普通材料能滿足使用要求，材料選擇60Si2MnA，且受靜載荷碟簧的壓平時的應(yīng)力a om接近材料屈服點a s。
最終設(shè)計方案為：碟簧的外徑D=160mm，內(nèi)徑d=113mm，厚度t=6mm，自由高度H0=10mm，h0/t=0.67，組合形式為8片單片對合為一組，其組合及裝配形式如圖5所示，彈簧的特性曲線如圖6所示。
3.使用效果分析
從圖3中可以看出，滑動軸兩邊各有一組碟簧組，這兩組碟簧組的安裝方式、安裝數(shù)量級彈簧組的預(yù)壓力工作狀態(tài)是相同的，這就保證了兩組彈簧組在正常使用狀態(tài)下處于平衡的狀態(tài)，即彈簧組在正常狀態(tài)下承受靜載荷，當(dāng)滑動軸在徑向受到穩(wěn)定或者震動載荷作用，我們可以用簡化模型進行分析，首先測試單片碟簧往返程曲線如圖7所示。
從圖7中可以看出，返程力減小20%左右，說明碟簧耗能非常強，由此可以分析，當(dāng)兩個碟簧組在使用中沖擊載荷作用時，它的耗能能力將會更強。
4.碟簧在建筑工程應(yīng)用的展望
從這幾年碟簧行應(yīng)用來看，碟簧的應(yīng)用范圍越來月光，在很大的范圍內(nèi)正在取代螺旋彈簧，并在建筑業(yè)得到不斷地應(yīng)用，例如在橋梁振動緩沖中得到很大應(yīng)用，在建筑豎向減震中得到很大應(yīng)用。隨著我們機械制造水平的提高和材料加工精度的提高，我國的碟形彈簧產(chǎn)業(yè)在未來幾年中將會得到長足的發(fā)展，全國年的總銷售額有望突破10億元，將會改變高精度碟形彈簧靠進口的局面。
廈門力常彈簧有限公司生產(chǎn)波形彈簧，不銹鋼碟簧，DIN2093碟簧，彈簧墊圈，DIN6796碟墊，齒面防松碟簧，高溫碟簧，環(huán)形彈簧等國標(biāo)碟簧產(chǎn)品，歡迎來電咨詢訂購。