Sprężyny Talerzowe
Sprężyny talerzowe to precyzyjne komponenty o stożkowym kształcie przeznaczone do obciążeń osiowych. Sprężyny talerzowe są czasami nazywane sprężynami talerzowymi Belleville, sprężynami Belleville, podkładkami Belleville lub po prostu podkładkami stożkowymi. Sprężyny talerzowe są wyjątkowe i różnią się od innych typów sprężyn tym, że krzywe siła/odkształcenie sprężyn talerzowych są spójne i powtarzalne, a minimalna trwałość zmęczeniowa może być wiarygodnie określona (zgodnie ze znormalizowanymi obliczeniami normy DIN EN 16984 (dawniej DIN 2092)). Sprężyny talerzowe mogą być obciążane statycznie w sposób ciągły lub przerywany, lub dynamicznie poddawane ciągłym cyklom obciążenia. Mogą one być używane pojedynczo lub w wielu zestawach równolegle, szeregowo lub w kombinacji, aby uzyskać pożądaną charakterystykę siła-odchylenie.
Sprężyny talerzowe są preferowane w porównaniu do innych typów sprężyn (takich jak sprężyny śrubowe, podkładki Belleville’a czy podkładki stożkowe) w zastosowaniach krytycznych, takich jak zawory bezpieczeństwa, mechanizmy sprzęgieł i hamulców do wind czy wsporniki przemysłowych systemów rurowych. Wynika to z ich przewidywalności, niezawodności oraz wyjątkowej odporności na zmęczenie materiału.
Zalety sprężyn talerzowych w porównaniu do innych typów sprężyn są następujące:
- Szeroki zakres charakterystyk obciążenia/odkształcenia
- Wysoka nośność przy niewielkim ugięciu
- Oszczędność miejsca - wysoki stosunek obciążenia do rozmiaru
- Stała wydajność przy obciążeniach projektowych
- Dłuższa żywotność zmęczeniowa
- Nieodłączne tłumienie, zwłaszcza przy równoległym układaniu
- Elastyczność w układaniu stosu w celu spełnienia wymagań aplikacji
SPIROL oferuje pełną gamę sprężyn talerzowych DIN EN 16983 (dawniej DIN 2093) grupy 1 i 2 w seriach A, B i C. Oprócz rozmiarów określonych przez DIN, SPIROL posiada własny standardowy zakres rozmiarów w średnicach zewnętrznych od 8 mm do 200 mm, aby zaspokoić różnorodne potrzeby swoich klientów. Standardowe sprężyny talerzowe SPIROL spełniają wszystkie specyfikacje materiałowe, tolerancje wymiarowe i specyfikacje jakościowe określone w normie DIN EN 16983 (dawniej DIN 2093), ale w kombinacjach średnic i grubości, które nie są uwzględnione w normie DIN.
SPIROL oferuje również linię austenitycznych sprężyn talerzowych ze stali nierdzewnej.
SPIROL dostarcza pojedyncze sprężyny talerzowe, jak również wstępnie ułożone sprężyny talerzowe w niestandardowych konfiguracjach, zapakowane w folię termokurczliwą z perforowaną zakładką ułatwiającą montaż.
Wybierz z naszej szerokiej oferty standardowej lub skorzystaj z naszego bezpłatnego wsparcia. Pomożemy Ci określić odpowiednie sprężyny talerzowe dla Twojego konkretnego zastosowania i potrzeb montażowych!
Rodzaje sprężyn talerzowych
Oferta sprężyn talerzowych SPIROL składa się z 1) sprężyn talerzowych zgodnych z normą DIN EN 16983 (dawniej DIN 2093), 2) standardowych sprężyn talerzowych SPIROL o średnicach zewnętrznych od Ø8 mm do Ø200 mm zaprojektowanych w oparciu o znormalizowane obliczenia normy DIN EN 16984 (dawniej DIN 2092), 3) sprężyn talerzowych z austenitycznej stali nierdzewnej i 4) wstępnie ułożonych sprężyn talerzowych.
Nie znalazłeś tego, czego szukasz?
Potrzebujesz pomocy w wyborze wysokiej jakości i skutecznego mocowania do swojego zastosowania? Inżynierowie SPIROL mogą zaprojektować najbardziej opłacalne rozwiązanie sprężyny talerzowej do danego zastosowania. Pozwól sobie pomóc!
Specyfikacje
Stale węglowe i stopowe charakteryzują się doskonałą trwałością i parametrami w większości zastosowań. Standartowe pokrycie fosforanami i olejem zapewnia skuteczną ochronę przed wilgotnością i sporadycznym zamoczeniem. Można stosować skuteczniejsze powłoki antykorozyjne, ale wykazują one tendencję do ścierania się w aplikacjach dynamicznych.
Powinno się zawsze unikać stosowania powłok elektrolitycznych ze względu na zjawisko kruchości wodorowej stali, które jest bardzo niebezpieczne dla obciążonych sprężyn hartowanych powyżej HRC 40. Stal nierdzewna austenityczna jest dobrym materiałem dla aplikacji statycznych lub wolno-zmiennych. Zapewnia ona doskonałą odporność na korozję i wysoką odporność mechaniczną. Ten materiał będzie twardniał w trakcie pracy cyklicznej, więc jego żywotność jest ograniczona, ale wykazuje dużą odporność na odkształcanie.
Dla aplikacji dynamicznych z dużymi wymaganiami antykorozyjnymi rekomendowane są stale nierdzewne utwardzane. Ich wytrzymałość jest zbliżona do materiałów wyspecyfikowanych w DIN a odporność na korozję ekstremalnie wysoka.
W temperaturach powyżej 100°C (200°F), standartowe materiały w/g DIN mogą ulegać stopniowemu odkształcaniu, a w zakresie 150-200°C (300-400°F) tracą swoją wytrzymałość i nie są już użyteczne jako sprężyny. Stale nierdzewne są trochę bardziej odporne na temperaturę, ale jedynie do ok. 300°C (575°F).
| KLASYFIKACJA | GRUPA 1 | GRUPA 2 |
| GRUBOŚĆ | <1.25mm | 1.25mm do 6mm |
| MATERIAŁ | B Stal węglowa C67S (1.1231) / UNS G10700 |
W Stal stopowa 51CrV4 (1.8159) / UNS G61500 |
| TWARDOŚĆ | HV 425-510 (HRC 43-50) | HRC 42-52 (HV 412-544) |
| WYKOŃCZENIE | R Pokrycie fosforanami, zaolejone | |
| SERIA A | De / t ≈ 18 | ho / t ≈ 0.4 |
| SERIA B | De / t ≈ 28 | ho / t ≈ 0.75 |
| SERIA C | De / t ≈ 48 | ho / t ≈ 1.3 |
| MATERIAŁ | D SAE 301 Stal nierdzewna (X10CrNi18-8 No 1.4310 / UNS 30100) |
|
| WYKOŃCZENIE | K Naturalne, bez oleju | |
ABY ZAMÓWIĆ: Kod produktu / De x Di x t / Kod materiału / Kod wykończenia
PRZYKŁADOWO: DSC 25 x 12.2 x 0.7 BR
Wytyczne projektowe
Firma SPIROL przedstawiła ogólne wytyczne projektowe, które pomogą wybrać odpowiednią konfigurację sprężyny talerzowej lub stosu sprężyn talerzowych do danego zastosowania. Czynnikami, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze odpowiedniej sprężyny talerzowej lub zestawu sprężyn talerzowych, są siły, parametry robocze, środowisko, cykl pracy i wymagana żywotność. SPIROL oferuje wytyczne projektowe dla:
- Rozmiar i wybór
- Żywotność zmęczeniowa
- Materiały i wykończenia
- Orientacja
Wytyczne dotyczące projektowania sprężyn talerzowych
SPIROL zapewnia bezpłatne wsparcie, aby nie tylko pomóc w wyborze odpowiedniej sprężyny talerzowej lub stosu sprężyn talerzowych do konkretnego zastosowania, ale także by pomóc w zaprojektowaniu zespołu w celu osiągnięcia pożądanej wydajności przez cały okres eksploatacji projektu. Skontaktuj się z nami w dowolnym momencie, aby porozmawiać z naszym zespołem inżynierów!
Układanie
Układanie pojedynczych sprężyn talerzowych zapewnia projektantowi:
- Szeroki zakres możliwych kombinacji siły/odkształcenia;
- Możliwość projektowania krzywych obciążenia specyficznych dla aplikacji - zarówno progresywnych, jak i regresywnych; oraz
- Możliwość zaprojektowania szeregu charakterystyk tłumienia w projekcie.
Metody układania w stos
Należy wziąć pod uwagę tarcie między równoległymi powierzchniami dysku. Rozsądna tolerancja wynosi 2-3% siły dla każdej powierzchni ślizgowej - większa siła dla załadunku i mniejsza dla rozładunku. Sprężyny talerzowe w układzie równoległym powinny być dobrze nasmarowane i zaleca się ograniczenie liczby talerzy w układzie równoległym do maksymalnie 4, aby zmniejszyć odchylenie od charakterystyki obliczonej do zmierzonej. Sprężyny talerzowe w układzie równoległym mają zwiększoną charakterystykę tłumienia (histerezy).
Konstrukcja stosu
Zazwyczaj pożądane jest, aby oba końce spoczywały na większej zewnętrznej krawędzi dysku. W przypadku nierównej liczby par w stosie nie jest to możliwe. W takim przypadku koniec spoczywający na zewnętrznej krawędzi powinien być ustawiony na końcu, na którym przykładana jest siła - ruchomym końcu stosu.
Historie sukcesów w zakresie zastosowań
Stos sprężyn talerzowych w sprzęgle mechanicznym przemysłowej wiertarki kątowej
Problem Klienta:
Główny inżynier firmy oferującej narzędzia ręczne i elektronarzędzia skontaktował się z firmą SPIROL w celu opracowania optymalnego projektu sprężyny talerzowej dla nowej lekkiej, kompaktowej i przenośnej przemysłowej wiertarki kątowej.
Rozwiązanie SPIROL:
- Dział techniczny SPIROL zaprojektował dwie specjalne sprężyny talerzowe umieszczone szeregowo w celu spełnienia szczególnych wymagań dotyczących siły i odkształcenia.
Sprężyny talerzowe w mechanicznym układzie hamulcowym
Problem Klienta:
Producent hydraulicznych układów hamulcowych dla pojazdów terenowych zwrócił się do firmy SPIROL z prośbą o pomoc w zaprojektowaniu niezawodnego systemu zabezpieczającego zespół w przypadku awarii. Jeśli uszczelnienie hydrauliczne zostanie naruszone lub cylinder hydrauliczny straci ciśnienie z jakiegokolwiek powodu, hamulce ulegną awarii. Bez dodatkowego systemu awaryjnego, sama konstrukcja ma ograniczoną niezawodność.
Rozwiązanie SPIROL:
- Dział techniczny SPIROL zarekomendował sprężyny talerzowe. Ze względu na ich przewidywalność, wysoką niezawodność i nieporówywalnie długą wytrzymałość zmęczeniową sprężyny talerzowe są preferowanym rozwiązaniem w stosunku do wszystkich innych rodzajów sprężyn w krytycznych zastosowaniach, takich jak awaryjny mechanizm hamowania.
- W normalnych warunkach układ hydrauliczny wywiera stałe ciśnienie na sprężyny talerzowe umieszczone szeregowo.
- Jeżeli ciśnienie nie będzie utrzymywane, pakiet sprężyn zostanie rozhermetyzowany w celu uruchomienia mechanizmu hamulcowego.
- Sprężyna ściskająca lub sprężyna falista nie są w stanie zapewnić siły wymaganej (w dostępnej przestrzeni) do uruchomienia hamulców.
- W tym krytycznym zastosowaniu wydajność i poziom przewidywalności sprężyn talerzowych poprawiają jakość produktu i gwarantują ogólne bezpieczeństwo.
Stos sprężyn talerzowych w przeciążeniowym wyłączniku bezpieczeństwa dźwigu
Problem Klienta:
Producent zwrócił się do firmy SPIROL o pomoc w zaprojektowaniu stosu sprężyn talerzowych, który w sposób bezpieczny uruchamiałby mechanizm zapobiegający przeciążeniu dźwigu magazynowego. Określono zakres działania dźwigu. Sprężyny talerzowe miały uruchamiać mechanizm zapobiegający przeciążaniu, uniemożliwiający używanie dźwigu przy obciążeniach przekraczających 2700 kg (26,48 kN). Parametry konstrukcyjne producenta ograniczyły maksymalną średnicę sprężyny talerzowej do 94 mm i wysokość pakietu do 150 mm.
Rozwiązanie SPIROL:
- Zespół SPIROL ds. projektowania zastosowań ustalił, że (20) sprężyn talerzowych ze stali stopowej (51CrV4) (DSC 90 × 46 × 5 mm WR) ułożonych szeregowo zapewniłoby spełnienie nominalnych wymagań dotyczących siły/odkształcenia w ramach fizycznych ograniczeń projektu.
- Sprężyny talerzowe umieszczone szeregowo działają w taki sposób, że odkształcenie jest iloczynem odkształcenia pojedynczej sprężyny talerzowej i liczby sprężyn, a siła jest taka sama jak w przypadku pojedynczej sprężyny.
- Aby zapewnić działanie stosu sprężyn talerzowych w warunkach minimalnych i maksymalnych, ocena działu technicznego SPIROL objęła obliczenie wydajności stosu w skrajnych granicach zakresu tolerancji.
- Ostatecznie zalecany stos sprężyn talerezowych spełniał wszystkie wymogi eksploatacyjne w ramach fizycznych ograniczeń projektu.
Sprężyny talerzowe w jednostce odbierającej do maszyn CNC
Problem Klienta:
Wrzeciona odbierające w maszynach śrubowych CNC są przeznaczone do przytrzymywania części podczas jej przycinania na długość, a następnie wykańczania. Wrzeciono wykorzystuje tuleję zaciskową do zwalniania części po jej ukończeniu, a następnie zaciska nową część. Siła zacisku wymagana do utrzymania każdej części w tulei zaciskowej musi być precyzyjnie skalibrowana, aby zapobiec wyślizgnięciu się gotowego produktu (jeśli siła jest zbyt niska) lub zmiażdżeniu (jeśli siła jest zbyt wysoka). Kalibracja ta zależy od geometrii i materiału produktu końcowego. Po kalibracji jakość gotowego produktu zależy od stałej siły zacisku przez tysiące cykli jednocześnie.
Rozwiązanie SPIROL:
- Po otwarciu tulei zaciskowej 16 sprężyn talerzowych SPIROL ułożonych szeregowo jest ściskanych siłownikiem hydraulicznym.
- Za każdym razem, gdy siła generowana przez siłownik jest uwalniana, sprężyny talerzowe SPIROL zapewniają stałą siłę zamykania tulei zaciskowej na części.
- Sprężyny takerzowe w sposób niezawodny przykładają wymaganą siłę przez cały okres eksploatacji zespołu.
Sprężyny talerzowe jako wsporniki rur w przemysłowych systemach rurowych
Problem Klienta:
Zgodnie z wymaganiami normy ASME dotyczącej rurociągów ciśnieniowych właściwy projekt i montaż mają kluczowe znaczenie dla funkcjonowania i bezpieczeństwa systemów rurociągów. Systemy rurociągów przemysłowych są głównie podpierane przez zawieszenia cięgnowe, podpory bazowe lub podpory kątowe. Podczas gdy te statyczne podpory są wykorzystywane do przenoszenia ciężaru, systemy przemysłowe wymagają dynamicznych podpór w celu kontrolowania różnych obciążeń wywieranych na system rurociągów. Na przykład w miarę zmiany temperatury czynnika, rurociąg odpowiednio się rozszerza (w stanie gorącym) i kurczy (w stanie zimnym).
Rozwiązanie SPIROL:
- Zamiast tradycyjnych sprężyn śrubowych wybrano sprężyny talerzowe SPIROL, aby zapewnić dynamiczne wsparcie w systemie rurociągów.
- Sprężyny talerzowe wspomagają system, utrzymując stałe ciśnienie w dowolnej temperaturze. Spójność ta ma też zastosowanie do połączeń rurociągów i ma zasadnicze znaczenie dla zachowania odpowiedniego uszczelnienia.
- Dobrze osadzona uszczelka zapobiega wyciekowi czynnika i ogranicza kosztowną konserwację.
- Sprężyny talerzowe SPIROL są korzystniejsze niż sprężyny śrubowe, ponieważ zapewniają równoważne przemieszczenie w dużo mniejszej przestrzeni. W wielu przypadkach, na przykład pod dolnym kołnierzem wymienników ciepła, to ograniczenie przestrzeni jest konieczne.
Lokalny projekt. Globalna dostępność.
SPIROL dysponuje zespołem inżynierów aplikacyjnych na całym świecie, którzy wspierają klientów w procesie projektowania. Całość uzupełniają nowoczesne centra produkcyjne oraz globalna sieć magazynów, ułatwiające logistykę i terminową dostawę produktów.
Masz problem produkcyjny, którego nie możesz rozwiązać? Nasi eksperci uwielbiają wyzwania. Doradzanie skutecznych rozwiązań spełniających Twoje wymagania jest tym, co robimy najlepiej. Zadzwoń do nas lub wypełnij poniższy formularz, aby się z nami skontaktować!
+48 510 039 345