DIN2093德標彈簧墊圈-中文2006版
DIN2093德標碟形彈簧墊圈中文-2006版
碟簧—尺寸規(guī)范
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① 前言
此標準由彈簧鋼標產品準委員會制定
② 修訂
此標準與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比列對彈簧墊圈進行分級，A、B及C級。
c) 在第7條中對新的數值Ft及壓力6Ⅱ，6Ⅲ和6om。
d) 此標準的修訂充分考慮了標準的新式條款。符號、單位和數量完全符合國際單位系統ISO31
③ 之前版本
DIN2093:1957-07, 1978-04, 1990-09, 1992-01
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1. 范圍
此標準對蹀簧的材質、生產工藝、尺寸及公差進行了規(guī)定。包括一些圖標，來說明此類蹀簧允許的變動以及疲勞壽命。
此標準里列出的要求均是最低要求。
此標準包含三種尺寸系列的蹀簧。
2 引用標準
以下所提及的文件對此文件的應用是不可或缺的。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才可適用。
DIN2092:2006，蹀簧—計算
DIN50969，高強度結構鋼部件耐氫感應脆性斷裂性，用支柱試驗和預防性測量法進行檢測
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條件
DIN EN 10083-2，非合金優(yōu)質鋼淬火及回火的交貨技術條件
DIN EN 10083-3，硼鋼淬火及回火的交貨技術條件
DIN EN 10089，熱軋鋼淬火及回火的技術交貨條件
DIN EN 10132-4 冷軋窄鋼帶的熱處理——交貨技術狀態(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：試驗方法
DIN EN ISO 6507-2 金屬材料—維氏硬度檢測——第2部分：試驗儀器的檢測與校準
DIN EN ISO 6507-3金屬材料—維氏硬度檢測——第3部分：基準塊的校準
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：試驗方法（A,B,C,D,E,F,G,H,K,N,T標尺）
DIN EN ISO 6508-2 金屬材料—洛氏硬度檢測—第2部分：試驗儀器的檢測與校準（A,B,C,D,E,F,G,H,K,N,T標尺）
DIN EN ISO 6508-3金屬材料—洛氏硬度檢測—第3部分：基準塊的校準（A,B,C,D,E,F,G,H,K,N,T標尺）
3 術語與定義
碟簧是一種環(huán)形的錐形產品，適用于承載軸向荷載。可將其設計為單個碟簧或者多個平行或者系列排列的多個蹀簧。可適用于靜態(tài)及疲勞加載。
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在此標準中，碟簧可以分為三大類和三個尺寸系列。三大類別的分類方法基于生產工藝，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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碟簧內徑 |
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3 |
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回轉中心直徑 |
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4 |
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彈性系數 |
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5 |
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彈簧負載 |
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6 |
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彈簧處于自然狀態(tài)下的的彈簧負載 |
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7 |
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長度Lt或lt時的試驗負荷 |
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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)下設計的長度 |
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循環(huán)次數 |
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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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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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系列排列碟簧的數量 |
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l 0 |
原始狀態(tài)下碟簧的整體高度 |
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lt |
碟簧的試驗高度，lt=lo—0.75ho |
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19 |
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單個碟簧的偏差 |
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20 |
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與碟簧負載力F1，F2，F3…相關的偏差值 |
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21 |
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單個碟簧的厚度 |
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22 |
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有平行支承的單個碟簧（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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設計的壓力值 |
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指定的Ⅱ,Ⅲ,OM點的設計的壓力值（見圖1） |
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與疲勞負荷導致的碟簧偏差相關的疲勞壓力 |
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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
符合此標準的碟簧材料為符合DIN EN 10083，DIN EN10089或者DIN EN 10132-4標準的鋼。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E應為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碟簧生產廠家。
7 碟簧尺寸，公稱尺寸，設計值
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），彈簧負載F（s=0.75ho）應通過減小單個碟簧的厚度t來達到，從而得到新的厚度t’.對于尺寸類別A和B，t ‘=0.94Xt。
b． 列出的數據適用于碟簧較低一邊的計算的最大的拉伸應力。
c． 列出的數據適用于特定Ⅲ中點的計算的最大的拉伸應力。
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），彈簧負載F（s=0.75ho）應通過減小單個碟簧的厚度t來達到，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），彈簧負載F（s=0.75ho）應通過減小單個碟簧的厚度t來達到，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
8.1 生產工藝與表面質量
碟簧應按照表4規(guī)定進行生產。
表4—規(guī)定的生產工藝與表面質量
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類別 |
生產工藝 |
上部及下部表面的粗糙度a（單位為μm） |
外部及內部邊緣的表面粗糙度（單位為μm） |
材料標準 |
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1 |
沖壓、冷成型、倒角 |
Ra＜3.2 |
Ra＜12.5 |
DIN EN 10132-4 |
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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 |
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Ra＜6.3 |
Ra＜3.2 |
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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 |
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Ra＜12.5 |
Ra＜12.5 |
DIN EN 10132-4 |
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Ra＜12.5 |
Ra＜12.5 |
DIN EN 10132-4 |
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a． 規(guī)定的數據不可適用于噴丸加工的碟簧
b． 沖壓件不允許不進行De和Di車削
c． 精沖應符合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%。 |
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8.2 熱處理
為保證疲勞壽命及最小回彈，碟簧的硬度應符合42-45HRC.
對于類別1的蝶簧，硬度應符合維氏硬度計（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的數值，推薦使用噴丸加工。
但噴丸加工需生產商與客戶協定。
8.4 預設性
熱處理后，每個碟簧需加載一定力使其達到平坦狀態(tài)。對碟簧加載兩倍試驗負荷力Ft的力，
應可以滿足表7規(guī)定的彈簧負載的公差。
8.5 表面處理與防腐
產品表面應無損壞，如傷痕、裂紋及腐蝕。
無論是否進行防腐處理或進行哪種防腐處理，都是特定碟簧的要求。合適的防腐處理包括磷化、發(fā)黑及金屬保護涂層，如鍍鋅或鍍鎳。此項應由客戶與生產商打成協議。
使用現行的水溶液的電鍍工藝有可能會導致氫脆現象的出現。硬度超過40HRC的碟簧比材質稍軟的碟簧更容易發(fā)生氫脆現象。所以在選取材料、生產工藝、熱處理及表面處理（如DIN 50969）時應充分注意這點。如要進行電化表面處理，應咨詢碟簧生產廠商。
對于動態(tài)加載的碟簧，不可使用電化表面處理。
碟簧的表面處理標準方法為磷化浸油。
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 彈簧負載公差
9.4.1 單個碟簧
彈簧負載Ft應由試驗長度lt=lo-0.75ho決定。當加載在兩個平板之間時，應采取一定措施，如使用合適的潤滑油。平板應進行硬化、磨床及拋光。
為滿足固定的負載公差，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個碟簧排列在一起，以此來觀察負載曲線及不負載曲線的變化。
試驗之前對碟簧施加兩倍的試驗負載Ft的力。參照第13條，所有單個碟簧應在一個心軸的約束下處于同軸狀態(tài)。碟簧與心軸的空隙應符合表9的要求。平板應符合9.4.1的要求。
當Lt=Lo-7.5ho時，不負載曲線時的彈簧負載應滿足表8規(guī)定的負載曲線時的彈簧負載的最小百分率。（見圖2）
9.5 碟簧與導向因素的空隙
為保持碟簧處于一定位置，一個導向因素是必須的。導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 潛變復原
在使用過程中所有碟簧都會失去負載。在應用方面這被叫做潛變復原。潛變與復原在很大程度上是由碟簧橫截面的壓力分布引起的。其影響可以根據設計壓力6oM進行估算（見DIN2093中第10條）。
潛變可定義為當對碟簧施加一定的壓力時，隨時間變化其長度的進一步縮短值△l。復原可定義為將碟簧壓縮至一定長度時，隨時間變化其負載力的減少值△F.
對于動態(tài)負載壓力下的碟簧，復原的標準值不可超過圖3和圖4規(guī)定的值。
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11 許用應力
11.1 靜態(tài)及極少的交替負載
參照DIN EN 10089或DIN EN 10132-4，對鋼材材質的碟簧施加靜態(tài)負載或當其處于中等疲勞狀態(tài)下，設計壓力6om最大偏差值不得超過1600MPa。
壓力越大，越容易失去彈簧負載力。
11.2 動態(tài)負載
最小的原始偏差以避免斷裂：
疲勞負載狀態(tài)下的碟簧安裝時應是原始偏差值s1≈0.15ho到0.20ho之間，以避免由于預設過程中殘留壓力引起的上部內部邊緣的I點發(fā)生斷裂（見圖1）。
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11.2.1 允許負荷
圖5到圖7展示了未進行噴丸的碟簧對其施加動態(tài)負載后的疲勞壽命。它們規(guī)定了在三個不同的應力循環(huán)值N，即N≤2X106，N=105及N=5X105時，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此信息進行估算。
圖5到圖7的信息給出了能夠產生正弦負載的疲勞試驗儀器的試驗結果，并且給出了從99%概率的疲勞壽命的統計結果。這些信息適用于單個碟簧或者I≤10的些列碟簧。試驗條件如下：室溫，S1≈0.15ho到0.20ho下的碟簧預加載，表面硬化以及完全取得的內部及外部的指導值。
為了延長碟簧的疲勞壽命，應使碟簧免于機械損傷及不利條件。
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應注意，實際中的循環(huán)應力通常是不成正弦曲線的。任何附加的壓力（如：突然的動態(tài)壓力，沖擊負載和共振）都將減小疲勞壽命。
在此種情況下，以上圖表所給信息應轉變?yōu)楹线m的安全因素，如有必要應咨詢碟簧生產商。
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注：關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或熱影響的碟簧。此外，其它的信息通常可從碟簧生產商處獲得。
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，單個碟簧可能會出現不平的遞減曲線。此結果是由碟簧、導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行延長。
12 試驗
12.1和12.2中所列特性的測定應由顧客和生產商達成一致。
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中所列的特性和質量等級
表10
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碟簧特性 |
質量等級數值 |
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主要特性
彈性負載，F（當s≈0.75ho）
外徑De
內徑Di |
1 |
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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
維氏硬度測試應參照DIN EN ISO 6507-1 到DIN EN ISO 6507-4，洛氏硬度測試應參照DIN EN ISO 6508-1 到EN EN ISO 6508-3
測硬度的壓痕應在碟簧的上部，處于內部與外部邊緣的中心位置。
13 其它相關要求
如有可能，導向元件與輔助板應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.導向元件的表面應光滑平整。
如果對碟簧施加靜態(tài)負載，可以使用非硬化的導向元件。
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參考文獻
DIN 4000-11，彈簧貸品特性的表格設計代替標準號
DIN 59200 扁鋼產品.熱軋寬扁材.尺寸、質量和尺寸、形狀和質量公差
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 金屬的磷酸鹽轉化涂層.規(guī)定要求的方法
DIN EN ISO 11124-1 油漆和有關制品應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 技術產品文件—彈簧—第1部分：簡單介紹
DIN ISO 2162-3 技術產品文件—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)史特牢標準庫有更多碟簧標準提供
