“四眼圈簧”这个名称在中文里不是一个非常标准的通用术语,它更可能是指:
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碟形弹簧(Belleville Spring / Disc Spring): 这是最有可能的指代对象,碟形弹簧是一种圆锥形的碟状弹簧,工作时承受轴向载荷,它们通常中心有一个孔(用于安装螺栓或杆),有时在外圆周上会加工出四个凸耳(称为“脚”或“爪”),这四个凸耳就是“四眼”的来源,这些凸耳的作用是:
(图片来源网络,侵删)- 防止旋转: 在安装时,通过将凸耳卡在相应的槽或孔中,可以防止弹簧在压缩或工作中发生旋转。
- 提供安装点: 方便将弹簧固定在特定位置。
- 导向: 在某些设计中起导向作用。
- 调整预紧力: 通过改变凸耳与安装面的接触位置或角度,可以微调预紧力(但这不是主要方法)。
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带四个安装孔的垫圈式弹簧: 也有可能是指一种类似垫圈、带有四个安装孔(用于螺栓固定)的弹簧,比如某些特殊设计的波形弹簧或异形弹簧,但这种情况相对少见。
基于最常见的情况,我们主要讨论碟形弹簧(带四凸耳)的加力方法:
碟形弹簧的核心功能是提供强大的、可预测的轴向弹力(预紧力),加力(施加预紧力)的方法主要围绕如何安装和压缩它们来实现,以下是主要的方法:
🛠 核心加力方法(针对碟形弹簧)
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通过螺栓/螺杆压缩(最常用):
(图片来源网络,侵删)- 原理: 利用螺栓或螺杆的轴向拉力来压缩碟形弹簧组。
- 步骤:
- 将碟形弹簧组(单个或多个串联/并联)套在螺栓或螺杆上。
- 将弹簧组放置在两个被连接的部件之间(轴承座与轴承外圈之间,法兰连接面之间)。
- 拧紧螺母(在螺栓头侧)或螺栓头(在螺母侧),使螺栓/螺杆伸长,从而压缩碟形弹簧组。
- 关键点: 施加的拧紧扭矩直接转化为螺栓的预紧力,这个预紧力通过螺栓头/螺母传递给弹簧组,使其产生压缩变形,从而产生所需的弹力(预紧力)。
- 控制: 预紧力的大小主要通过控制拧紧扭矩来实现(使用扭矩扳手),也可以通过测量螺栓伸长量(使用千分尺或专用工具)来更精确地控制预紧力(扭矩-张力法)。
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通过螺纹套筒/调整螺母压缩:
- 原理: 利用带有内螺纹的套筒或螺母的轴向移动来压缩碟形弹簧。
- 步骤:
- 碟形弹簧组放置在一个固定的支座和一个可移动的螺纹套筒/螺母之间。
- 旋转螺纹套筒/螺母,使其向固定支座方向移动,从而压缩碟形弹簧组。
- 应用: 常用于需要在线或运行中调整预紧力的场合,例如某些离合器、制动器或轴承预紧装置,旋转套筒/螺母即可改变压缩量,从而改变弹力。
- 控制: 通过旋转圈数或直接使用扭矩扳手控制旋转力矩来调整预紧力。
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通过液压/气动加压:
- 原理: 利用液压缸或气缸产生的轴向推力来压缩碟形弹簧组。
- 步骤:
- 将碟形弹簧组放置在液压/气动缸的活塞杆和固定端板之间。
- 启动液压/气动系统,活塞杆伸出,推动压缩碟形弹簧组。
- 应用: 主要用于装配过程,特别是当需要非常大的预紧力时,或者螺栓空间受限无法使用大扭矩扳手时,也用于某些需要精确控制压缩行程的测试或特殊应用。
- 控制: 通过精确控制液压/气动系统的压力来控制施加的推力,从而控制压缩量和预紧力。
📌 针对“四眼(凸耳)”的特别说明
- 凸耳的主要作用是定位和防转,不是主要的加力调节点。 在标准加力方法(螺栓压缩、螺纹调整)中,凸耳只是被动地被安装槽或孔限制住,防止弹簧旋转。
- 微调预紧力(非标准方法): 在极少数特殊设计或维修场景下,可能会通过轻微撬动或弯曲凸耳来改变其与安装面的初始接触角度或位置,从而对预紧力进行微调,但这不是推荐的标准方法,因为:
- 不可控: 难以精确量化调整量。
- 损伤风险: 容易导致凸耳疲劳断裂或弹簧产生应力集中。
- 破坏性: 改变了弹簧的设计状态。
- 正确安装凸耳: 在加力(压缩)过程中,必须确保凸耳正确落入安装槽或孔中,并且槽/孔的尺寸和位置要能承受弹簧工作时产生的侧向力(由凸耳传递),错误的安装会导致凸耳受力过大而损坏,或弹簧无法正常工作。
碟形弹簧加力方法选择
| 加力方法 | 原理 | 适用场景 | 控制方式 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 螺栓/螺杆压缩 | 螺栓轴向拉力压缩弹簧 | 最常用,法兰连接,轴承预紧等 | 拧紧扭矩(扭矩扳手) | 标准可靠,需注意螺栓强度和摩擦系数 |
| 螺纹套筒/螺母 | 旋转螺纹件轴向移动压缩 | 需要在线调整预紧力的场合(离合器、制动器) | 旋转圈数或旋转扭矩 | 方便调整,结构相对复杂 |
| 液压/气动加压 | 液压/气缸推力压缩 | 超大预紧力、空间受限、装配测试 | 系统压力 | 精确可控,设备成本高 |
| 凸耳微调(非标) | 改变凸耳初始接触位置/角度 | 特殊维修或极小范围微调(不推荐) | 经验性操作,不可控 | 风险高,易损坏,应避免使用 |
📌 重要提示
- 确认弹簧类型: 务必确认你手中的“四眼圈簧”确实是带四个凸耳的碟形弹簧,如果是其他类型的弹簧(如波形弹簧),加力方法会不同。
- 查阅制造商数据: 不同规格、不同组合方式(串联、并联、对合)的碟形弹簧,其载荷-变形特性曲线不同,加力时必须参考制造商提供的技术数据表,确保施加的预紧力在弹簧的设计工作范围内,避免过载导致永久变形或断裂。
- 考虑温度影响: 在高温或低温环境下工作的碟形弹簧,其弹力会发生变化,需要考虑温度补偿。
- 摩擦系数: 使用螺栓加力时,螺栓连接的摩擦系数(螺纹面和支承面)对实际预紧力影响很大,需要选用合适的润滑剂或使用带摩擦系数标识的紧固件(如VDS系列)。
- 安全第一: 施加大的预紧力时,确保所有部件(螺栓、弹簧、被连接件)有足够的强度,操作时注意安全,防止弹簧突然释放造成伤害。
对于最常见的带四凸耳的碟形弹簧,加力(施加预紧力)的最标准、最可靠的方法就是:使用螺栓或螺杆,通过控制拧紧扭矩来压缩弹簧组。 如果需要调整,则使用螺纹套筒或螺母旋转调整,务必遵循制造商的指导!🔧

