1、中华人民共和国国家标准GB/T 1972-92 碟形弹簧代替GIl1972. 80 Disc spring 1 主题内容与适用范围本标准规定了碟形弹簧(以下简称碟簧)的尺寸系列，技术要求，试验方法、检验规则和设计计算。本标准适用于一般碟形弹簧。本标准不适用于梯形截面碟簧，开槽形碟簧和瞧片碟簧。2 51用标准GB 224 钢的脱碳层深度显微试验方法GB 230 金属洛氏硬度试验方法GB 2828 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查)GB 3279 弹簧钢热轧薄钢板GB 3525 弹簧钢、工具钢冷轧钢带GB 4340 金属维氏硬度试验方法3 术语及说明碟形弹簧是承受铀向负荷的碟状弹簧
2、，分为无支承面和有支承面两种型式。可以单个使用，也可对合组合或叠合组合、复合组合成碟簧组使用。承受静负荷或变负荷。杠杆臂yJ OM p , 1 俨-xQ它主 主每 E P f (al无主承面2 d D, D b 虹仔曾P I 日d 一D, D (bl有主承面b氛已n150 因1单个碟簧及计算应力的截面位置国Iilt技术监督局1992-11-11批准1993-06-01实施471 GB/T 197292 弹簧负葡-一口E图2对合碟形弹簧示例4 磺簧尺寸、参数的名称、代号及单位碟簧尺寸、参数的名称、代号及单位见表1。表1尺寸、参数名称代号单位外径D 内径d 中性径D, 厚度t 械薄碟簧厚度 m白、
3、单个碟簧的自由高度H , 组合碟簧的自由高度H. 无主承商碟簧压平时变形量的计算值.PZPl.单个碟簧在fO.75h，时的负荷Pr=O.75hQ 472 GB/T 1972-92 续表l尺士、参数名称代号单位与磷簧负荷P，、P2P3对应的碟簧高度H，、H，、H3 单个碟簧的变形量f mn对应于碟簧负荷矶.PZ，P3的变形最fl.f，f. 不考虑摩擦力时叠合磺簧或对合碟簧的变形量f. 负荷降低值松弛AP N 高度减少值(蠕变)AH mm 对台组合礁簧中单个碟簧片数或是合碟簧组数 叠合嗨簧中单个碗簧片数n 弹簧刚度p 弹簧变形能U N/mm 组合弹簧变形能U 直径比CNdt丁碟簧疲劳破坏时负荷循环
4、作用次数N 摩擦革数fM、.r.N/mm2 弹性模量且泊松比l 计算系数Kl .K2 .K3 .K4 计算应力 N/mmz 位置。M、J, I、E、N处(见图)的计算应力OM、，、.、E、变负荷作用时计算上限应力6血变荷荷作用时计算下限应力.m 变负荷工作时对应于工作行程的计算应力幅h N/mm 疲劳强度上限应力， 疲劳强度下限应力-， 疲劳强度应力帽 . 重量Q kg 径直困在所悟性中占叫转翻面截簧碟指径性中d-DZ D-h Z O D 注473 GB/T 1972-92 5 产品分类及型式5. 1 碟簧可以分成三类，见表20表2类别碟簧厚度l.mm1 1. 25 2 1.25-6.0 3
5、6.0-14.0 5.2 碟簧的结构型式5.2. 1 第1类和第2类碟簧的结构理l式见图1(心。5.2.2 第3类碟簧的结构型式见图l仆。6 尺寸、标记支承面和减薄厚度无无有6. 1 碟簧尺寸和参数根据D/t及ho/t的比值不同分为A、B、C二个系列，其值按表3、表4及表5的规定。表3系列AD . h，内7坦18，;, 0. 4 ,E=206 000 N/mm,p=O. 3 j f Ho-f 60M Z6E 3 . Q 类D d /(t )ll h. H. fO. 75 ho 别kg/l 000件N N/mm1 /mm2 8 4. 2 O. 4 0.2 。.6 210 。150.45 1 20
6、0 1 200 0.114 1 10 5.2 O. 5 0.25 0.75 329 O. 19 0.56 1 210 1 240 0.225 12. 5 6. 2 。.7 0.3 1 673 0.23 0.77 一1280 1 420 。.50814 7.2 O. 8 0.3 1. 1 813 0.23 0.87 1 190 1 340 0.711 16 8.2 0.9 0.35 1. 25 1 000 0.26 0.99 1 160 1 290 1.050 18 9. 2 l 。.4 1.4 1 250 O. 3 1. 1 1 170 1 300喃1. 480 20 10. 2 1. 1 0
7、.45 1. 55 1 530 0.34 1. 21 -1 180 1 300 2.010 474 GB/T 1972-92 续表3f HO-I ;! I , J 。飞ta , Q 类D d t(tl )11 ho l-lo IO. 75 ho 别kg i1 1)1川、11N .;mm !可/mmZ2 22.5 11 . 2 1.25 。.5 . 75 1 950 。.38 1. 37 1 170 1 320 2. 940 一一25 12.2 1.5 。.55 2.05 2 910 。.41 1. 64 1 210 1 410 ，1.()O t一28 14. 2 1.5 0.65 2. 15
8、Z 850 0.49 1. 66 一1180 1 280 且.:;日1)寸31.5 16. 3 1. 75 0.7 2.45 3 900 0.53 1, 92 1 190 1 310! 7.8H 35. 5 18 , 3 2 0.8 2.8 5 190 O. 6 2. 2 1 210 1 330 11. . . J d t 3. 86 +0.05 O. 15 3 币614+O. 10 注在保证负荷偏差的条件下，厚度极限偏差在制造中可作适当调整.但其公差带不得超出本标准媲定的范围。7. 1. 3 蝶簧自由高度的极限偏差按表8规定。表8mOl H.极限偏差类别I 、J级精度主.25 10.10 0
9、.05 I 1. 252 斗。.15 0.08 23卡0.20-0.10 Z 二36+0.30 - o. 15 3 6-.14 I O. 30 7.2 负荷的波动范围碟簧在f-0. 75J时负荷的波动在表9规定范围内。17 K GB/T 1972-92 表93 /=0.75 ho时的波动范雨，只类另1)m盯】级精度4级精度1 3,-_. 6 十10:-1;:; 俨J 7_5 J :二、614 T斗+ i( 7.3 麦面粗糙度与外观7. 3. 1 礁簧表面的粗糙度按表10的规定。表10I I A 表面粗糙度K类别基本制造方法七下表面内、外1 I冷成形，边缘倒圆角3.2 3 6.3 63 2 6.
10、 3 32 12. 5 12. 5 7. 3. 2 碟簧表面不允许有毛刺、裂纹、斑疤等缺陷。7.4 材料7.4.1 碟簧材料所采用按GB3525和GB3279规定的60Si2MnA或50CrY A带、饭材或锻造剑、料(锻造比不得小于Zl制造。若用英它材料时J由供需双方协议规定7.4.2 碟簧材料必须有制造厂的质量证明书，并经碟簧制造厂复检合格后方1可使用。7.5 热处理、硬度与脱碳? 5. 1 碟簧成型后，必须进行热处理，即洋火、回火处理。洋火次数不得超过之次。7.5.2 碟簧1卒火，回火厉的硬度必须在HRC4252范围内。7.5.3经热处理后的碟簧，其单面脱碳层的深度对于厚度小于).25 m
11、m的第1类碟簧，不得超过其厚度的5%;对于厚度不小于1.25mm的碟簧，不得超过其厚度的3%(其最小值允许为0.06mm)。7.6 强压处理7. 6. 1 碟簧应全部进行强压处理，处理方法为:一次J-t:平，持续时间不少r-12 h，或短时压平，版于次数不少于1i:次，Jt.:平力不小于二倍的Pf=O.75仇。7.6.2 碟簧经强压处理后，自由高度尺寸应稳定，在规定的试验条件札真自由高度应在表日刘志的极限偏差范国之内。?7 表面强化处琐对mr承受变负荷的碟簧，内锥面推荐进行表面强化处理.例如喷h处理等。XJJ，飞曲j强化处理的喽求成由供需双方在订货时商定。GB/T 1972.92 7.8 表面
12、防腐处理根据需要碟簧表面应进行防腐处理(如磷化、氧化、镀钵等)，经电镀处理后的碟簧必须lli行去氢处理，对承受变负荷作用的碟簧应激免采用电镀的方法。对表面防腐处理的要求成由供需双方在T货时商定。7.9 碟簧在特殊技术要求时，由供需双方协商规定。8 导向件8. 1 碟簧的导向采用导杆(内导向)或导套(外导向).导向件与碟簧之间的IbJ隙推荐采用表11的数值.碟簧的导向所优先采用内导向。表11d !x f_) 问隙16 O. 2 二-16 .-.,., 20 o. 3 20.26 0.4 二26-31.5O. 5 31.5.50 0.6 50-80 O. 8 80140 、l 1402，O 1.
13、6 8.2 导向件导向表面的硬度最低不小rHRC55.导向表面粗糙度R凰40的超薄碟簧，按(Al)式计算结果数值偏大，应考虑圆锥母线的弯曲。TJ!dO.75时，由于实际杠杆臂缩短，弹簧负荷比计算值要大，这部分的计算特性曲线与实测特性曲线有较大差别如图A2示例。4执3101 队i也1.2 1. 1 1. 。0.8 O. O. O. 们D. :! O. 1/. 0.1 。GB/T 1972-92 卡/ I I 、k! 1/ 、, j 、.旷f+4.，、z、: 伊!飞I|JQ-IJL C纣d二lx，主;f I yV竹iy rdv i j i。JJFOl1 h 0N 时3 / 国飞50.25 ).阳0
14、.75 j J ho h , 图Al按不同h，/t或几子计算的碟簧特性曲线1.00 1972 92 GB/T 1 , B5U GB ,IT 197z 00 实测厂-!:/,/ 计算/ 飞、mm 。.，。4。2 民.B50碟簧汁算和实测特性曲线f 图A2A5 组合碟形弹簧A5.1 叠合组合碟簧叠合组合碟簧由n个同方向同规格的组碟簧组成(图A3)，在不计摩擦力时( A 16 ) P , =n P /, =/ ( A17 ) .( A18 ) H，二H+ (n - l)t 运摞懈咽怕1 i1ill-t返回瓶挚变J!i.-，变形量对合组合碟簧罔A3A5.2 对合组合碟簧对合组合碟簧由，个相向同规格的一
15、组碟簧组成(图A4)，在不计摩擦力时图A4叠合组合碟簧.( A19 ) P , =P ( A20 ) /, =i/ . (八21) lS三H，二iHn1972二92GB/T A5.3 复合组合碟簧复合组合碟簧由叠合与对合礁簧复合组成(图A5).在不计摩擦力时.飞A22) ( /二:!) ( /2,1 J pzzn-p f. =if H , =iC1I(，十(n-!Jt)寸一押地眉融哇变形量-复合组合碟JB弹簧因A5(ihl A5.4 其它组合碟簧为获得特殊的特性曲线，还可以由不同厚度碟簧组成组合碟簧(图A6)戎由尺寸相同归各组片数逐渐增加I的碟簧组成组合碟簧(图A7)或其它形式的组合。P,-:
16、H-I Pl-!.P、?li每昭攥擎3 1 2 3 2 1, i 怨原门辈l，I气32/3h. SI:3h。变形量-一-变E量不同片数的复合组合碟簧图A7不同厚度的对合组合碟簧图/6A5.5 摩擦力对特陀线的影响在:碟簧中，摩擦力对特性线的影响必须号虑。摩擦力与组合中碟簧组数、每个叠屡片数千￥关，也受牒簧表面质最及润滑情况的影响。由于摩擦力的阻厄作用.叠合组合碟簧比理论计算增加f刚性，对合组合碟簧的各片变形母将依次递减。在忡击载荷下使用的组合碟簧，其外力的传递对备片也将依次递减.所以组合碟簧的片数不宜用得过多。A5. 5. 1 叠合组合碟簧(图A3)摩擦力存在于碟簧接触锥面和，j吨，此碟簧能持
17、久工作。例2，校核碟簧A125GB/T 1972有支承面的单个碟形碟簧在f飞=17 500 N和1，=54000 N之间循环工作时的疲劳寿命。由(A2)式P. = 4E主110y 2 一. 1一1L2- K1DzH4 其中，Kt，K4按(A3)(A8)式计算z瓦1(C 1) 二工二.1C + 2 C - 1 inC D 125 c=一一=1.90 d 65.8 :.K1 =0.67 + 旦2lJ勾十c-z llMY K 由(A7)式2C=(二1 ( .午一二十fj(t-号4+专)由标准查得，=6.68 ,t=7 ,Ho=9. 6代入上式C1=23.65 由(A8)式Czz4主(午1)+1J=2
18、7.8( t ) 所以Kl=J平叫空iEEM8=1059有支承面碟簧应以2二6川m和丸-11川I (13 GB/T 1972-92 9.6-6.68=2.92 mm 代入，则4 X 2. 06 X 10 . 6. 683 X 2. 92 ，一一一一一一一-T一一一一一-一一一_X 1.059 = 96 900 N J - O. 3 0.67 X 125 l, 17 500 一=一一一-一二O.181 P, 96 900 l, 51000 一-一一一一0.557P, 96 900 元，. 2. 92 出图L按K.丁子=1.059X一=0.463查出6. 68 弄O比古=0.60 所以f , =0
19、. 18X 2.92二0.526mm f，=O.60X2.92二1.752 mm ， 由图A8.以2，K47=0.查出疲劳破坏关键部位在E点或E点，H引E点应力。由(All)式，并由(A4)，(A5)式得K，=1.196，K，=!.339，f，二Q.526 mm时-4X2.06XI05. 6.68 .0.526 2二一一一一一一.-一一一一一一一一气X1.059 X一-一1 - 0.3 . 0.67 X 125 . O -. 6.68 (, ., . . I 2. 92 O. 526 I飞。X 11.059 X 1.196 X 1一一一-一一二一一一|1.3391 = 285 N /mm -
20、0 -. - 0 . I 6. 68 2 X 6. 681 0. ) I2=. 752 mm时4 X 2. 06 X 10 . 6. 68 . , . 1. 752 = 一一一一一一一一-X一-一一一一一丁X1.059 X一一一1一.3 0.67 X 125 . O 6.68 (_ . . _ (2.92 1. 752 I飞，X 11.059 X 1.196 X 1一一一- :; .-.n 1- . 3391 = 1 085 N/mrn 0 .- . 0 . . I 6. 68 2 X 6. 681 . -) 由(八12)式计算E点用力得，f，二0.526mm时，向=327N/mrn , f
21、, = 1.752 mm时，t1，=1023 N/mm。可见，II点的应力幅较大，应校核E点疲劳强度。碟簧的计算上限应力:max=1 085 N/mm2 F限应力:m;，= 285 N /mrn2 应力幅:08二矶时一m;，=1085-285=800 N/mm 由图AI0，下限应力mm二285N/mm，寿命N=105次时的疲劳强度上限应力为吼叫二1090 N/mm , 可见碟簧的工作寿命大约为N二105B2.2 对台碟形弹簧组受变负荷的校核汁算有个由20片碟簧A40GB/T 1972对合组合的弹簧，受预加负荷P=1500N，工作负荷为F5 000 N，循环加载，试验算此弹簧组的疲劳强度。由(A
22、2)式:19. GB/T 1972 92 4X 2.06 X 10, . . 2. 253 X O. 9 r=. -: .9_ X一一-一一一.:X 1 = 8 410 N 1 - O. 3 ,. 0, 69 X 40 因此P , 1 500 =0.18, P , 8 410 Qd JAU -nu.即不能满足疲劳寿命的要求。改进途径有:(1)提高预加负荷z如果必须满足上限应力为937N/mm.则由图AI0可查出N=2XI06时，下限应力为500N/mm. 此时预加弹簧变形近似为500 J，二: : X O. 14 = O. 29 mm - 240 由图AI按J，/h，=O.29/0. 9=0.
23、 32查出主=0.35. P , = 0.35 X 8 410 = 2川即预加负荷P，应为2940 N.才能满足工作负荷P，二5000 N的变负荷下，达到UN=2XI0而疲劳寿命要求。(2)降低工作负荷如果仍保持预加负荷为1500 N.要求达到N=2X 10疲劳寿命要求，则工作负荷应降低c由阿19 GB/T 1972-92 AI0查出Tmin= 240 N /mm， N二2X10时的吼叫坦840N/mm.考虑安全系数，取民ma，=800N/mm. 则800 元句一:X O. 51 0.43 mrn ,f,/hc 0.43/0.9 = 0.48 937 -， -L -_-J -v E二，由图3查
24、得去二川l，P，=O.51X8 410斗肌N，即工作负荷不大于4290N时，能满足疲劳强度要求。B2.3 复合碟簧组受变负荷的校核计算B1. 2例中的方案二，用碟簧B40GB/T 1972二片叠合，共13个叠合蝶簧组的复合弹簧组，受变负荷P，=1500N到P二5000 N循环作用，试验算此弹簧组的疲劳强度。解:不考虑摩擦为时，单个碟片受力P 1 500 , n P 5 000 1二土=一一二750N咱P.二二一一一=2 500 N 2 2 . .- 2 2 P 1 750 . P , 2 500 由81.2例，P，=3180 N，则一=一一=O.24-n=:=O.79 P , -3 180-v
25、 ， P , -3 180 按图Al查得扣。肌所以f，0.17Xl.15=O.2 mm tzO叫以f，=O.71Xl归川m由囱A8查出疲劳破坏关键位置为E点，按(12)式计算E点应力:f， 0.2 mm时，0， 308 N /mm f ,=o. 82 mm时，0，=1060 N/mm 由下限应力为rmin=308N/mm2时，计算上限应力m. 1 060 N/mm则疲劳强度大约为N二二10次，黄;O.752 N/mm 0 由于弹簧组数较多，因此按图Alo查出的数值应考虑安全系数，予以适当降低。对比B2.2和B2.3，可以看出采用A系列对合弹簧组的疲劳强度，比采用B系列复合弹簧组的疲劳强度较好。
26、C1 技术要求附录c碟簧组件的负荷楼ilIJ(补充件)由10个对合组合的碟簧组件，当高度为H，-7.队。时，卸载特性的负荷的最小白分比数应符合表Cl的规定。表Cl类别矗1JA 革列B署:9IJc % 1 90 85 2 92.5 87.5 3 95 90 C2 碟簧组件卸载特性与加载特性负荷偏差的检验，应使用由10个对合组合的碟簧组件，在其高度为1% G/T 1972-92 H ,-7.5 h，时进行，参见图Al;检验前，碟簧组件必须用-倍的PfO.75仇的负荷压平次检测时.必须使用本标准中第8.2节所规定的导向件，两端的压板必须符合第9.3节所规定的条件。负荷p-舱圃点飞、，艾2巳l。M MM -J ，、D巳N 图Cl加载特性与卸载特性的检测，l，由于在允许的偏差范围内，碟簧有一定的形状误差和摩擦，导致测得的碟簧组件的特性与单个碟簧的测量结果有一定误差。因此，建议在检验碟簧负荷时，应尽量采用和使用状态相同的组合占式进行检测。附加说明2本标准由中华人民共和国机械电子王业部提出。本标准由机械电子工业部机械标准化研究所归口。本标准由扬州弹簧总厂、北京科技大学负责起草。本标准主要起草人胡家弊、罗圣国、丁云柏、戒聚慷、XiJ贤瑞。1门, I
