组合碟簧变形量和载荷的计算

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一、组合碟簧变形量和载荷计算的公式
http://s8/mw690/004eJBmggy6M6GWWutpa7&690
叠合组合碟簧组:
n片碟簧叠合后自由状态下的高度:
不带支撑面的碟簧L0=l0+(n−1)∙t 带支撑面的碟簧L0=l0+(n−1)∙t′
n片碟簧叠合后变形量与载荷的关系:
变形量stot=s 载荷Ftot=n∙F
对合组合碟簧组:
i片碟簧对合后自由状态下的高度:L0=i∙l0
i片碟簧对合后变形量与载荷的关系:
变形量:stot=i∙s 载荷Ftot=F
二、计算实例:
主轴拉爪有三个位置,分别是拉刀位置(中间位置)、松刀位置(最靠主轴端部)和无刀位置(最靠主轴内部),HMS200主轴刀柄形式为BT50,设计拉刀力为25000N,拉刀位置与松刀位置间的最小距离(即打刀距离)为5.6mm。根据可用安装空间、拉刀力等因素选择碟形弹簧型号180079,两两叠合再对合的组合形式。
两片180079碟簧叠合自由状态下L叠=l0+n−1∙t‘=5.8+3.75=9.55
变形量s叠=s时,回复力F叠=2F
为不致打刀力过大(小于30000N),采用50对两两叠合的碟簧对合,自由状态下
L对=i∙L叠=50×9.55=477.5
变形量s对=i∙s叠=50s时,回复力F对=F叠=2F
所以要想得到25000N的拉刀力,一片弹簧的回复力应为F=12500,对应的变形量为s=0.633
总变形量为s对=50×s=50×0.633=31.65,变形后碟簧组的总高度为477.5-31.65=445.85。
最小打刀距离为5.6,设计打刀距离为6,松刀位置碟簧组总变形量为31.65+6=37.65,每片碟簧变形量为37.65/50=0.753,每片碟簧回复力为14576N,理论所需打刀力2×14576=29152N;无刀状态碟簧组总变形量为31.65-10=21.65,每片碟簧变形量为21.65/50=0.433,每片碟簧回复力为8847N,所以弹簧安装时需预压21.65,预压力为8847×2=17694N,预压后碟簧高度为477.5-21.65=455.85。
一串碟簧之间最好放一个自制垫片,这个自制垫片的作用一个是凑距离,可以节省碟簧的个数;另一个就是可以让它和拉刀杆小间隙配合把大串碟簧隔开,减小大串碟簧的离心力;还有就是这个自制垫片外径可以做大一点,在主轴内起导向作用,避免碟簧和主轴的摩擦。