DIN2093德標(biāo)彈簧墊圈-中文2006版
DIN2093德標(biāo)碟形彈簧墊圈中文-2006版
碟簧—尺寸規(guī)范
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① 前言
此標(biāo)準(zhǔn)由彈簧鋼標(biāo)產(chǎn)品準(zhǔn)委員會(huì)制定
② 修訂
此標(biāo)準(zhǔn)與DIN2093:1992-01在以下方面有所不同：
a) 刪除了彈簧墊圈命名的列子（見第4條）。
b) 第4條中加入了按照holt比列對彈簧墊圈進(jìn)行分級，A、B及C級。
c) 在第7條中對新的數(shù)值Ft及壓力6Ⅱ，6Ⅲ和6om。
d) 此標(biāo)準(zhǔn)的修訂充分考慮了標(biāo)準(zhǔn)的新式條款。符號、單位和數(shù)量完全符合國際單位系統(tǒng)ISO31
③ 之前版本
DIN2093:1957-07, 1978-04, 1990-09, 1992-01
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1. 范圍
此標(biāo)準(zhǔn)對蹀簧的材質(zhì)、生產(chǎn)工藝、尺寸及公差進(jìn)行了規(guī)定。包括一些圖標(biāo)，來說明此類蹀簧允許的變動(dòng)以及疲勞壽命。
此標(biāo)準(zhǔn)里列出的要求均是最低要求。
此標(biāo)準(zhǔn)包含三種尺寸系列的蹀簧。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
以下所提及的文件對此文件的應(yīng)用是不可或缺的。凡注明日期的引用，只有引用的版本才可適用。凡未注明日期的引用，只有最新版本的參考文獻(xiàn)才可適用。
DIN2092:2006，蹀簧—計(jì)算
DIN50969，高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼部件耐氫感應(yīng)脆性斷裂性，用支柱試驗(yàn)和預(yù)防性測量法進(jìn)行檢測
DIN EN 1654，銅及銅合金—碟簧及連接器用帶材
DIN EN 10083-1，特殊鋼淬火及回火的交貨技術(shù)條件
DIN EN 10083-2，非合金優(yōu)質(zhì)鋼淬火及回火的交貨技術(shù)條件
DIN EN 10083-3，硼鋼淬火及回火的交貨技術(shù)條件
DIN EN 10089，熱軋鋼淬火及回火的技術(shù)交貨條件
DIN EN 10132-4 冷軋窄鋼帶的熱處理——交貨技術(shù)狀態(tài)——第4部分：彈簧鋼及其他用途。
DIN EN 10151，不銹鋼彈簧帶材一般交貨條件
DIN EN ISO 3269，緊固件—接收檢測
DIN EN ISO 6507-1 金屬材料—維氏硬度檢測——第1部分：試驗(yàn)方法
DIN EN ISO 6507-2 金屬材料—維氏硬度檢測——第2部分：試驗(yàn)儀器的檢測與校準(zhǔn)
DIN EN ISO 6507-3金屬材料—維氏硬度檢測——第3部分：基準(zhǔn)塊的校準(zhǔn)
DIN EN ISO 6507-4金屬材料—維氏硬度檢測——第4部分：硬度值表
DIN EN ISO 6507-4金屬材料—洛氏硬度檢測——第1部分：試驗(yàn)方法（A,B,C,D,E,F,G,H,K,N,T標(biāo)尺）
DIN EN ISO 6508-2 金屬材料—洛氏硬度檢測—第2部分：試驗(yàn)儀器的檢測與校準(zhǔn)（A,B,C,D,E,F,G,H,K,N,T標(biāo)尺）
DIN EN ISO 6508-3金屬材料—洛氏硬度檢測—第3部分：基準(zhǔn)塊的校準(zhǔn)（A,B,C,D,E,F,G,H,K,N,T標(biāo)尺）
3 術(shù)語與定義
碟簧是一種環(huán)形的錐形產(chǎn)品，適用于承載軸向荷載。可將其設(shè)計(jì)為單個(gè)碟簧或者多個(gè)平行或者系列排列的多個(gè)蹀簧。可適用于靜態(tài)及疲勞加載。
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在此標(biāo)準(zhǔn)中，碟簧可以分為三大類和三個(gè)尺寸系列。三大類別的分類方法基于生產(chǎn)工藝，材料厚度。尺寸分類方法是由holt比例決定。
4 尺寸及命名
4.1 總述
4.2 碟簧類別
4.3 尺寸類別
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5 符號，單位及描述
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符號 |
單位 |
描述 |
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1 |
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碟簧外徑 |
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2 |
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碟簧內(nèi)徑 |
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3 |
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回轉(zhuǎn)中心直徑 |
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4 |
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彈性系數(shù) |
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5 |
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彈簧負(fù)載 |
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6 |
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彈簧處于自然狀態(tài)下的的彈簧負(fù)載 |
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7 |
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長度Lt或lt時(shí)的試驗(yàn)負(fù)荷 |
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8 |
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彈簧回緩 |
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9 |
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10 |
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碟簧平行或者系列排列，在平扁狀態(tài)下設(shè)計(jì)的長度 |
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11 |
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循環(huán)次數(shù) |
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12 |
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彈簧剛度 |
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13 |
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彈簧的能量能力 |
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14 |
h 0 |
沒有平行支承的碟簧的原始錐高，h0=l0—t |
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15 |
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有平行支承的碟簧的原始錐高，h’0=l0—t’ |
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16 |
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系列排列碟簧的數(shù)量 |
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17 |
l 0 |
原始狀態(tài)下碟簧的整體高度 |
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18 |
lt |
碟簧的試驗(yàn)高度，lt=lo—0.75ho |
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19 |
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單個(gè)碟簧的偏差 |
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20 |
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與碟簧負(fù)載力F1，F2，F3…相關(guān)的偏差值 |
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21 |
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單個(gè)碟簧的厚度 |
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22 |
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有平行支承的單個(gè)碟簧（類別3）的減少的厚度 |
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23 |
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泊松比列 |
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設(shè)計(jì)的壓力值 |
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指定的Ⅱ,Ⅲ,OM點(diǎn)的設(shè)計(jì)的壓力值（見圖1） |
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與疲勞負(fù)荷導(dǎo)致的碟簧偏差相關(guān)的疲勞壓力 |
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疲勞壓力最大值 |
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疲勞壓力最小值 |
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疲勞壓力的永久范圍 |
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碟簧橫截面的理論旋轉(zhuǎn)中心（見圖1） |
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杠桿臂 |
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平均表面粗糙度 |
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6 碟簧材料
符合此標(biāo)準(zhǔn)的碟簧材料為符合DIN EN 10083，DIN EN10089或者DIN EN 10132-4標(biāo)準(zhǔn)的鋼。碳鋼僅僅用于制作類別1的蝶簧（見表4）
注：由鋼制作的碟簧的彈性系數(shù)E應(yīng)為206000 Mpa。
其它材料（如，DIN EN 10151規(guī)定的不銹鋼碟簧，DIN EN 1654規(guī)定的銅合金（彈簧青銅））有可能會(huì)不同。表1和表3中所給的F和O值將終止適用。此類情況下建議祖訓(xùn)碟簧生產(chǎn)廠家。
7 碟簧尺寸，公稱尺寸，設(shè)計(jì)值
7.1 尺寸系列A
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表1
a． t值是公稱值。對于有平行支承的碟簧（見第4條的類別3），彈簧負(fù)載F（s=0.75ho）應(yīng)通過減小單個(gè)碟簧的厚度t來達(dá)到，從而得到新的厚度t’.對于尺寸類別A和B，t ‘=0.94Xt。
b． 列出的數(shù)據(jù)適用于碟簧較低一邊的計(jì)算的最大的拉伸應(yīng)力。
c． 列出的數(shù)據(jù)適用于特定Ⅲ中點(diǎn)的計(jì)算的最大的拉伸應(yīng)力。
7.2 尺寸系列B
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表2
a． t值是公稱值。對于有平行支承的碟簧（見第4條的類別3），彈簧負(fù)載F（s=0.75ho）應(yīng)通過減小單個(gè)碟簧的厚度t來達(dá)到，從而得到新的厚度t’.對于尺寸類別A和B，t ‘=0.94Xt，對于尺寸類別C，t’=0.96Xt。
7.3 尺寸系列C
表3
a． t值是公稱值。對于有平行支承的碟簧（見第4條的類別3），彈簧負(fù)載F（s=0.75ho）應(yīng)通過減小單個(gè)碟簧的厚度t來達(dá)到，從而得到新的厚度t’.對于尺寸類別A和B，t ‘=0.94Xt， 對于尺寸類別C，t’=0.96Xt。
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8. 生產(chǎn)
8.1 生產(chǎn)工藝與表面質(zhì)量
碟簧應(yīng)按照表4規(guī)定進(jìn)行生產(chǎn)。
表4—規(guī)定的生產(chǎn)工藝與表面質(zhì)量
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類別 |
生產(chǎn)工藝 |
上部及下部表面的粗糙度a（單位為μm） |
外部及內(nèi)部邊緣的表面粗糙度（單位為μm） |
材料標(biāo)準(zhǔn) |
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1 |
沖壓、冷成型、倒角 |
Ra＜3.2 |
Ra＜12.5 |
DIN EN 10132-4 |
|
2 |
沖壓b，冷成型，De和Di車削，倒角 或 精沖，冷成型，倒角 |
Ra＜6.3 |
Ra＜6.3 |
DIN EN 10132-4 |
|
Ra＜6.3 |
Ra＜3.2 |
|||
|
3 |
冷或熱成型，所有邊的車削，倒角 或 沖壓，冷成型，De和Di車削，倒角 或 精沖，冷成型，倒角 |
Ra＜12.5 |
Ra＜12.5 |
DIN EN 10083 DIN EN 10089 |
|
Ra＜12.5 |
Ra＜12.5 |
DIN EN 10132-4 |
||
|
Ra＜12.5 |
Ra＜12.5 |
DIN EN 10132-4 |
||
|
a． 規(guī)定的數(shù)據(jù)不可適用于噴丸加工的碟簧
b． 沖壓件不允許不進(jìn)行De和Di車削
c． 精沖應(yīng)符合VDI 2906規(guī)定的第5部分：至少清楚75%，裂痕列別2，最大破壞25%。 |
||||
8.2 熱處理
為保證疲勞壽命及最小回彈，碟簧的硬度應(yīng)符合42-45HRC.
對于類別1的蝶簧，硬度應(yīng)符合維氏硬度計(jì)（425 HV10到510 HV10）
熱處理后，碟簧脫碳不能超多厚度的3%。
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8.3 噴丸加工
為增加圖5-7的數(shù)值，推薦使用噴丸加工。
但噴丸加工需生產(chǎn)商與客戶協(xié)定。
8.4 預(yù)設(shè)性
熱處理后，每個(gè)碟簧需加載一定力使其達(dá)到平坦?fàn)顟B(tài)。對碟簧加載兩倍試驗(yàn)負(fù)荷力Ft的力，
應(yīng)可以滿足表7規(guī)定的彈簧負(fù)載的公差。
8.5 表面處理與防腐
產(chǎn)品表面應(yīng)無損壞，如傷痕、裂紋及腐蝕。
無論是否進(jìn)行防腐處理或進(jìn)行哪種防腐處理，都是特定碟簧的要求。合適的防腐處理包括磷化、發(fā)黑及金屬保護(hù)涂層，如鍍鋅或鍍鎳。此項(xiàng)應(yīng)由客戶與生產(chǎn)商打成協(xié)議。
使用現(xiàn)行的水溶液的電鍍工藝有可能會(huì)導(dǎo)致氫脆現(xiàn)象的出現(xiàn)。硬度超過40HRC的碟簧比材質(zhì)稍軟的碟簧更容易發(fā)生氫脆現(xiàn)象。所以在選取材料、生產(chǎn)工藝、熱處理及表面處理（如DIN 50969）時(shí)應(yīng)充分注意這點(diǎn)。如要進(jìn)行電化表面處理，應(yīng)咨詢碟簧生產(chǎn)廠商。
對于動(dòng)態(tài)加載的碟簧，不可使用電化表面處理。
碟簧的表面處理標(biāo)準(zhǔn)方法為磷化浸油。
9 公差
9.1 直徑公差
De：公差等級h12
同軸度公差 De ≤50:2 X IT11
同軸度公差De＞50:2 X IT11
Di：公差等級H12
9.2 厚度公差
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9.3 整體高度公差
9.4 彈簧負(fù)載公差
9.4.1 單個(gè)碟簧
彈簧負(fù)載Ft應(yīng)由試驗(yàn)長度lt=lo-0.75ho決定。當(dāng)加載在兩個(gè)平板之間時(shí)，應(yīng)采取一定措施，如使用合適的潤滑油。平板應(yīng)進(jìn)行硬化、磨床及拋光。
為滿足固定的負(fù)載公差，有必要增加規(guī)定的lo和t值。
9.4.2 系列碟簧
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取10個(gè)碟簧排列在一起，以此來觀察負(fù)載曲線及不負(fù)載曲線的變化。
試驗(yàn)之前對碟簧施加兩倍的試驗(yàn)負(fù)載Ft的力。參照第13條，所有單個(gè)碟簧應(yīng)在一個(gè)心軸的約束下處于同軸狀態(tài)。碟簧與心軸的空隙應(yīng)符合表9的要求。平板應(yīng)符合9.4.1的要求。
當(dāng)Lt=Lo-7.5ho時(shí)，不負(fù)載曲線時(shí)的彈簧負(fù)載應(yīng)滿足表8規(guī)定的負(fù)載曲線時(shí)的彈簧負(fù)載的最小百分率。（見圖2）
9.5 碟簧與導(dǎo)向因素的空隙
為保持碟簧處于一定位置，一個(gè)導(dǎo)向因素是必須的。導(dǎo)向因素最好使用心軸。為保持碟簧外部位置，推薦使用套管。
10 潛變復(fù)原
在使用過程中所有碟簧都會(huì)失去負(fù)載。在應(yīng)用方面這被叫做潛變復(fù)原。潛變與復(fù)原在很大程度上是由碟簧橫截面的壓力分布引起的。其影響可以根據(jù)設(shè)計(jì)壓力6oM進(jìn)行估算（見DIN2093中第10條）。
潛變可定義為當(dāng)對碟簧施加一定的壓力時(shí)，隨時(shí)間變化其長度的進(jìn)一步縮短值△l。復(fù)原可定義為將碟簧壓縮至一定長度時(shí)，隨時(shí)間變化其負(fù)載力的減少值△F.
對于動(dòng)態(tài)負(fù)載壓力下的碟簧，復(fù)原的標(biāo)準(zhǔn)值不可超過圖3和圖4規(guī)定的值。
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11 許用應(yīng)力
11.1 靜態(tài)及極少的交替負(fù)載
參照DIN EN 10089或DIN EN 10132-4，對鋼材材質(zhì)的碟簧施加靜態(tài)負(fù)載或當(dāng)其處于中等疲勞狀態(tài)下，設(shè)計(jì)壓力6om最大偏差值不得超過1600MPa。
壓力越大，越容易失去彈簧負(fù)載力。
11.2 動(dòng)態(tài)負(fù)載
最小的原始偏差以避免斷裂：
疲勞負(fù)載狀態(tài)下的碟簧安裝時(shí)應(yīng)是原始偏差值s1≈0.15ho到0.20ho之間，以避免由于預(yù)設(shè)過程中殘留壓力引起的上部內(nèi)部邊緣的I點(diǎn)發(fā)生斷裂（見圖1）。
第15頁
11.2.1 允許負(fù)荷
圖5到圖7展示了未進(jìn)行噴丸的碟簧對其施加動(dòng)態(tài)負(fù)載后的疲勞壽命。它們規(guī)定了在三個(gè)不同的應(yīng)力循環(huán)值N，即N≤2X106，N=105及N=5X105時(shí)，由于最小壓力6u英氣的6h壓力的永久范圍值。
對于其它壓力循環(huán)值帶來的中間值可以依據(jù)此信息進(jìn)行估算。
圖5到圖7的信息給出了能夠產(chǎn)生正弦負(fù)載的疲勞試驗(yàn)儀器的試驗(yàn)結(jié)果，并且給出了從99%概率的疲勞壽命的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。這些信息適用于單個(gè)碟簧或者I≤10的些列碟簧。試驗(yàn)條件如下：室溫，S1≈0.15ho到0.20ho下的碟簧預(yù)加載，表面硬化以及完全取得的內(nèi)部及外部的指導(dǎo)值。
為了延長碟簧的疲勞壽命，應(yīng)使碟簧免于機(jī)械損傷及不利條件。
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應(yīng)注意，實(shí)際中的循環(huán)應(yīng)力通常是不成正弦曲線的。任何附加的壓力（如：突然的動(dòng)態(tài)壓力，沖擊負(fù)載和共振）都將減小疲勞壽命。
在此種情況下，以上圖表所給信息應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹线m的安全因素，如有必要應(yīng)咨詢碟簧生產(chǎn)商。
第17頁
注：關(guān)于疲勞壽命的可靠信息不適用于除此規(guī)定以外的其它材料所制的碟簧，不適用于10個(gè)以上的系列碟簧，不適用于其它排列的碟簧，同樣也不適用于受化學(xué)或熱影響的碟簧。此外，其它的信息通?？蓮牡缮a(chǎn)商處獲得。
對于壓力遞減及撓度曲線（尺寸系列C）的堆疊碟簧和大量的系列碟簧，單個(gè)碟簧可能會(huì)出現(xiàn)不平的遞減曲線。此結(jié)果是由碟簧、導(dǎo)向元件和尺寸公差間的摩擦引起的。
系列碟簧的邊緣比其它的更容易損壞。將會(huì)比圖5到圖7所示的疲勞壽命短。
碟簧的疲勞壽命可以通過額外的噴丸進(jìn)行延長。
12 試驗(yàn)
12.1和12.2中所列特性的測定應(yīng)由顧客和生產(chǎn)商達(dá)成一致。
12.1 尺寸與其它特性的檢測
DIN EN ISO 3269所定的特性也符合表10中所列的特性和質(zhì)量等級
表10
|
碟簧特性 |
質(zhì)量等級數(shù)值 |
|
主要特性
彈性負(fù)載，F（當(dāng)s≈0.75ho）
外徑De
內(nèi)徑Di |
1 |
|
次要特征
原始狀態(tài)下的整體高度lo
厚度t或t’
表面粗糙度Ra |
1.5 |
12.2 硬度測試
維氏硬度測試應(yīng)參照DIN EN ISO 6507-1 到DIN EN ISO 6507-4，洛氏硬度測試應(yīng)參照DIN EN ISO 6508-1 到EN EN ISO 6508-3
測硬度的壓痕應(yīng)在碟簧的上部，處于內(nèi)部與外部邊緣的中心位置。
13 其它相關(guān)要求
如有可能，導(dǎo)向元件與輔助板應(yīng)由表面硬化的材料所制，硬化層深度約為0.8mm，且硬度最低位60HRC.導(dǎo)向元件的表面應(yīng)光滑平整。
如果對碟簧施加靜態(tài)負(fù)載，可以使用非硬化的導(dǎo)向元件。
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參考文獻(xiàn)
DIN 4000-11，彈簧貸品特性的表格設(shè)計(jì)代替標(biāo)準(zhǔn)號
DIN 59200 扁鋼產(chǎn)品.熱軋寬扁材.尺寸、質(zhì)量和尺寸、形狀和質(zhì)量公差
DIN EN 10048 熱軋鋼窄帶材.尺寸和外形公差
DIN EN 10051 無涂層連續(xù)熱軋非合金和合金鋼板材、薄板材和帶材.尺寸和外形公差
DIN EN 10140 冷軋窄鋼帶—尺寸公差與形位公差
DIN EN 12476 金屬的磷酸鹽轉(zhuǎn)化涂層.規(guī)定要求的方法
DIN EN ISO 11124-1 油漆和有關(guān)制品應(yīng)用前金屬襯底的制備.金屬噴射清潔的磨料規(guī)范.第1部分:一般介紹和分類
DIN ISO 2126-1 技術(shù)產(chǎn)品文件—彈簧—第1部分：簡單介紹
DIN ISO 2162-3 技術(shù)產(chǎn)品文件—彈簧—第3部分：詞匯
如：DIN2093-31*63*1.8*4.15 承載力檢測：見8頁：L0（4.15）壓至Lt2.39能承載Ft(4238N)史特牢標(biāo)準(zhǔn)庫有更多碟簧標(biāo)準(zhǔn)提供
