راهنمای فنر Belleville: منحنی‌های بار، روش‌های انباشتگی و وظیفه غده دریچه

یک خط انتقال با پوشش بخار از محیط به 160 درجه سانتیگراد چهار بار در روز چرخش می کند. پیچ و مهره‌های گلند در هنگام راه‌اندازی مطابق مشخصات با گشتاور گشتاور شدند، اما در پایان هفته اول بسته‌بندی گریه می‌کرد. هیچ چیز رها نشده است. اتصال به سادگی چند صدم میلی متر کوتاه شده است زیرا واشر و بسته بندی تحت گرما آرام می شوند و یک واشر صاف نمی تواند این حرکت را دنبال کند. یک قوطی چشمه Belleville.

این ترکیبی از حرکت کوتاه و نیروی زیاد به همین دلیل است که واشرهای دیسک مخروطی در کلاه سوپاپ، پیچ‌های فلنج، مجموعه‌های نشیمنگاهی و تزئینات کمکی بسیار بیشتر از موارد ثبت شده در اکثر فایل‌های تعمیر و نگهداری ظاهر می‌شوند. درست کردن آنها به تعداد انگشت شماری از ابعاد و دو تصمیم انباشته منتهی می شود، و بیشتر خرابی های میدانی به یکی از مواردی که نادیده گرفته شده اند بازمی گردد.

در واقع بهار بللویل چیست

فنر Belleville یک فنر فشاری واشر شکل است که به صورت مخروطی کم عمق تشکیل شده است. با بارگذاری محوری، مخروط صاف می‌شود: انحراف در هر دیسک معمولاً زیر یک میلی‌متر است، در حالی که نیرویی که حمل می‌کند برای ارتفاعی که اشغال می‌کند زیاد است. اکثر مشخصات صنعتی از DIN 2093 پیروی می کنند که سری ابعاد، گروه های تحمل ضخامت و شرایط مواد را ثابت می کند.

چهار مقدار قطعه را توصیف می کند: قطر بیرونی، قطر داخلی، ضخامت ماده t و ارتفاع مخروط h. هر چیز دیگری، از جمله شکل منحنی بار و رفتار خستگی، از آنها ناشی می شود.

خواندن منحنی بار-انحراف قبل از انتخاب نسبت h/t

نسبت h/t شکل منحنی بار-انحراف را تعیین می‌کند، و بنابراین کاری که فنر می‌تواند انجام دهد.

در h/t نزدیک به 0.4 منحنی نزدیک به یک خط مستقیم است: دوبرابر کردن انحراف تقریباً نیرو را دو برابر می کند. این امر محاسبات اندازه را ساده می کند و مناسب مفاصل پیچ و مهره ای است که در آن سفر کاری کوچک و از قبل مشخص است.

در h/t نزدیک به 0.75 منحنی از وسط مسیر خود صاف می شود. نیرو در یک نوار انحرافی که می تواند چندین دهم میلی متر عرض داشته باشد، بسیار کم تغییر می کند، این دقیقاً همان چیزی است که یک غده با بار زنده می خواهد: بسته بندی شل می شود، دیسک کمی تخلیه می شود و فشار روی بسته بندی به جای فرو ریختن، در داخل پنجره آب بندی آن باقی می ماند.

تقریباً بالای 1.3 منحنی برمی گردد و دیسک وارد سفتی منفی می شود. این رفتار در مکانیسم‌های بیش از مرکز واقعی و مفید است، اما در زیر پیچ و مهره خطرناک است: دیسکی که از بین می‌رود می‌تواند در یک حرکت حرارتی واحد معکوس شود و بار اولیه را از دست بدهد. هنگامی که یک تیم تعمیر و نگهداری گزارش می دهد که یک پشته بدون دلیل قابل مشاهده صاف شده است، قبل از سرزنش روند گشتاور، h/t را بررسی کنید.

انباشتن: چگونه پیکربندی های سری و موازی بار و سفر را تغییر می دهند

انباشته شدن موازی نیرو را چند برابر می کند و انباشته شدن سری، سفر را چند برابر می کند، و هیچ پشته ای بدون پرداخت هزینه برای ارتفاع، هر دو را یکجا انجام نمی دهد.

تو در تو در یک جهت، n دیسک به عنوان یک عنصر سفت تر رفتار می کنند: نیرو برابر n برابر یک دیسک است در حالی که سفر ثابت می ماند. به صورت متناوب، n دیسک مشابه، n برابر مسافت را طی می کند، اما تنها نیروی یک دیسک را تحمل می کند. به عنوان مثال، گروه های ترکیبی، دو مجموعه موازی که به صورت سری قرار می گیرند، هر دو مقدار را به قیمت یک جیب بلندتر و رابط های اصطکاک بیشتر ضرب می کنند.

اصطکاک متغیر آرام است. هر رابط دیسک به دیسک تقریباً 2 تا 5 درصد نیروی اسمی را بین حرکت بارگذاری و تخلیه از دست می دهد، بنابراین یک پشته ده دیسکی می تواند پسماند قابل توجهی را نشان دهد و یک پشته خشک می تواند به خوبی زیر منحنی کاتالوگ بخواند. پشته های روغن کاری شده آن پراکندگی را سفت می کنند، اگرچه اگر فنر در داخل مرز خیس شده قرار گیرد، روان کننده باید با سیال فرآیند سازگار باشد.

جایی که واشرهای Belleville در سخت افزار شیر و لوله کار واقعی انجام می دهند

در مجموعه‌های دریچه و لوله‌کشی، فنرهای Belleville در سه مکان ظاهر می‌شوند: اتصالات پیچ‌دار که چرخه حرارتی دارند، غدد بسته‌کننده که باید تنش ثابتی داشته باشند، و اجزای نشیمنگاهی که نیاز به فشار سبک و مداوم دارند.

• بارگیری زنده غده و کاپوت. یک پشته کوتاه در زیر هر مهره غده فشار را در داخل یک نوار باریک با گرم شدن و سرد شدن شیر فشار می دهد. دو تا چهار دیسک به صورت سری معمولاً مسیر روی یک شیر بخار را پوشش می دهند.
• اتصالات پیچ فلنجی. عدم تطابق انبساط حرارتی بین لوله فولادی کربن و ناودانی های ضد زنگ یک مکانیسم شل شدن کلاسیک است و پشته دیسک بدون نیاز به گل میخ طولانی تر جبران می کند.
• انرژی دهی صندلی در شیرهای گلوله ای و پروانه ای، یک دیسک سبک یا فنر موجی با فشار دیفرانسیل کم، نشیمنگاه را در برابر بسته شدن فشار می دهد، سپس فشار فرآیند بار آب بندی را می گیرد.
• پیش بارگذاری محرک و بلبرینگ. گیربکس های ربع دور و محرک های الکتریکی از پشته های کوچک برای حذف بازی محوری از ترن محرک استفاده می کنند.
• تریم امدادی و مراحل پایلوت. ثبات فشار تنظیمی به ثابت ماندن نرخ فنر بستگی دارد، و برخی از طرح‌های آزمایشی از پشته‌های دیسکی استفاده می‌کنند که در آن فنر مارپیچ بیش از حد بلند است.

الگوی خرابی که اغلب در شیرهای توپی با دمای بالا نشان داده می‌شود، نشیمنگاهی است که سرد و گرم می‌گرند. درج صندلی رشد می کند، فنر زیر آن باید حرکت را جذب کند، و یک فنر کم اندازه یا شل فشار تماس را دقیقا زمانی که فرآیند به دما می رسد از دست می دهد. دریچه ای که برای آن وظیفه ساخته شده است باید مواد فنر صندلی و مسیر در دسترس را مشخص کند نه اینکه آن را به یک قسمت عمومی واگذار کند.

شیر توپی بادی با دمای بالا VATTEN شیر توپی پنوماتیکی با دمای بالا با براکت گسترده و اتلاف گرما، مربوط به زمانی که مواد فنر صندلی و سفر باید متناسب با حرکت حرارتی باشند. مشاهده محصول →

همین استدلال در مورد شیرهای توپی فلزی در سرویس ساینده صدق می کند، جایی که فنر صندلی باید همزمان از حرکت حرارتی و ورود ذرات جان سالم به در ببرد. یادداشت خودمان در مورد شیرهای توپی فلزی در شرایط عملیاتی شدید مسیر بار را با جزئیات بیشتری طی می کند.

در سمت برجسته، فنر عنصر کالیبراسیون است. یک سوپاپ اطمینان فنری فشار تنظیم شده خود را فقط تا زمانی که نرخ فنر ثابت بماند حفظ می کند، بنابراین محفظه فنر، راهنماهای آن و هر عنصر دیسک کمکی سزاوار بررسی دقیقی مانند صندلی و دیسک هستند.

دریچه ایمنی بسته کامل بالابر فنری شیر اطمینان فنری برای محافظت در برابر فشار بیش از حد، با محدودیت های سرویس A42Y-C و A42Y-P/R و جداول ابعادی PN/DN برای انتخاب. مشاهده محصول →

جزئیات مواد، پایان و تحمل که عمر سرویس را تعیین می کنند

درجه مواد، شرایط لبه و درمان از پیش تعیین شده تعیین می کند که آیا یک دیسک در یک میلیون چرخه زنده می ماند یا در ده هزار ترک می خورد، و اهمیت آنها بیشتر از رتبه بار کاتالوگ است.

چهار جزئیات فرآیند بیشتر ریسک باقیمانده را به همراه دارند:

• گرد کردن لبه، که گوشه تیز را از جایی که معمولاً ترک های خستگی شروع می شود حذف می کند.
• شات پینینگ، که سطح را تحت فشار قرار می دهد و عمر خستگی را به طور قابل توجهی در قسمت های دوچرخه سواری افزایش می دهد.
• از پیش تنظیم در ارتفاع ثابت، که تنش باقیمانده را حذف می کند و ارتفاع مخروط را قبل از ارسال قطعه تثبیت می کند.
• عملیات سطحی، اعم از فسفاته کردن، روی پوسته یا PTFE، برای کنترل اصطکاک و خوردگی انتخاب شده است.

دنباله انتخاب عملی

کار از باری که اتصال باید نگه دارد، نه از نزدیکترین صفحه کاتالوگ.

1. باند بار را تعریف کنید. حداقل تنشی که اتصال برای آب بندی نیاز دارد و حداکثر فشاری که سخت افزار می تواند تحمل کند را بیان کنید، سپس اندازه آن را تا وسط آن پنجره بیان کنید.
2. حرکت را اندازه گیری کنید. انبساط حرارتی، آرامش واشر و خزش به سفری که فنر باید جذب کند اضافه می کند. اگر عدد زیر 0.2 میلی متر باشد، معمولا یک دیسک تک کافی است.
3. دیسک و نسبت را انتخاب کنید. h/t را نزدیک به 0.4 برای نرخ قابل پیش‌بینی یا نزدیک به 0.75 زمانی که نیروی ثابت در طول سفر بیش از سفتی مهم است، انتخاب کنید.
4. پشته را تعیین کنید. سری برای سفر، موازی برای نیرو، و گروه های ترکیبی تنها زمانی که ارتفاع جیب اجازه می دهد.
5. استرس و محیط را بررسی کنید. اطمینان حاصل کنید که تنش محاسبه‌شده در دمای عملیاتی کمتر از حد خستگی ماده است و آبکاری یا روان‌کننده در سیال فرآیند زنده می‌ماند.

سوالات متداول

آیا واشر Belleville و فنرهای دیسکی یکسان هستند؟

بله واشر Belleville، فنر دیسکی مخروطی و فنر دیسکی همگی یک قسمت مخروطی کوتاه را توصیف می کنند و استاندارد آلمانی DIN 2093 از اصطلاح Tellerfeder استفاده می کند. نامگذاری بر اساس منطقه و کاتالوگ تامین کننده متفاوت است، اما ابعاد و رفتار بار از قوانین یکسانی پیروی می کنند.

آیا انباشتن هم بار و هم بار را به یکباره افزایش می دهد؟

نه با دیسک های مشابه در یک پشته ساده. گروه‌های موازی نیرو و گروه‌های سری سفر را چند برابر می‌کنند، بنابراین بالا بردن هر دو به گروه‌های ترکیبی و جیب بلندتر نیاز دارد. به عنوان مثال، دو جفت موازی که به صورت سری قرار می گیرند، در مقایسه با یک دیسک، هر دو مقدار را در چهار برابر ارتفاع نصب شده دو برابر می کنند.

چقدر اصطکاک در یک پشته طبیعی است؟

تقریباً 2 تا 5 درصد نیروی اسمی در هر رابط روی یک پشته خشک، که به عنوان اختلاف بین منحنی بارگذاری و تخلیه نشان داده می شود. روانکاری پراکندگی را کاهش می دهد و اثر آن برای اکثر اتصالات پیچ و مهره ای به اندازه کافی کوچک است، پس از اینکه در محاسبه در نظر گرفته شد نه اینکه در سرویس کشف شود.

آیا فنرهای دیسکی پس از نصب نیاز به گشتاور مجدد دارند؟

کمتر از واشرهای تخت، اما اولین چرخه گرما هنوز هم چیزها را حرکت می دهد. بار پیچ را یک بار پس از رسیدن سیستم به دمای عملیاتی و دوباره بعد از هفته اول بررسی کنید. یک پشته از پیش تعیین شده با اندازه صحیح معمولاً در عرض چند درصد از آن زمان به بعد نگهداری می شود.