碟形弹簧、蝶形垫圈知识大全，纯干货

（1）.碟簧的概述

碟形弹簧因其外形犹如一只无底的金属盘子似碗碟状而得名，简称碟簧，又称贝尔垫圈。它由外径（D）、内径（d）、厚度（t）、高度（Ho）四个参数组成，可以承受轴向载荷，常用金属钢带、钢板或锻坯加工而成的弹性元件。
碟形弹簧是法国人贝利维尔（J.Belleville）于是1866年发明的，当时主要是作为垫圈使用，并在美国及法国申请了专利，因此又被称为贝氏弹簧（Belleville Spring）。我国的碟形弹簧的研究主要是在上世纪七十年代，八十年代后开始有企业生产碟簧，随着我国改革开放，进口设备的引进，碟簧的使用越来越广泛。

（2）.碟簧的原理

碟簧是承受轴向载荷的锥形环状碟片。一般情况下，盘片厚度恒定不变，载荷均匀分布在上表面内边缘和下表面外边缘。碟簧通常用弹簧钢制成，可以承受静态载荷，冲击载荷或动态交变载荷，能够满足严格的疲劳寿命和加载损失的要求。

（3）.碟簧特征

1） 在负荷作用方向上尺寸较小，且能在很小变形时承受很大负荷，轴向的空间紧凑，具有较大变形能。

2） 具有变刚度特性，根据不同的h₀/t,可得到近似直线，渐减型、渐增型、零刚度乃至负刚度的特性。

3） 组合自由、方便，可以标准化生产，使用、维修、管理方便。

（4）.选碟簧的基本型式

碟形弹簧分为无支承面和有支承面两种型式。有支承面碟簧由于边缘是圆角，而大大减少了在碟簧发挥作用过程中回弹时的摩擦力导致的张力损耗。可以单个使用，也可对合组合、叠合组合或复合组合成碟簧组使用。承受静负荷或变负荷。适用于安装空间小，而且需要大负荷之重机械或者模具。目前欧美、日本等先进国家的工程师在机械元件上，已将碟形弹簧大量应用。除了安全性能考量，也取代原先传统螺旋弹簧使用空间和负荷有限及压缩行程过大等缺点，并提高机械之性能。

有支撑面可以使单片碟簧压缩空间更大，弹簧质量更轻，节约了材料的基础上实现了与不带支撑面碟簧在75%相同位移时拥有相同载荷。由于支撑面原因，将受力点往里移动了，造成杠杆臂在缩短，在转矩相同的情况下，载荷会增大，补偿了由于厚度减少损失的载荷，达到了相同的现象。带支撑面的碟簧除了轻量化与压缩量增大，带支撑面的碟簧在组合使用时更容易堆叠，不容易出现错位。支撑面大小一般为外径尺寸的1/150

（5）.碟簧的技术要求

1） 材料在GB/T1972-2005标准中推荐使用60Si2MnA或50CrVA材料，也可以选用不锈钢、耐热钢或其他铜合金、钛合金、镍基、钴基合金等。

2） 尺寸与形位的极限偏差：

我国标准将碟簧的尺寸、负荷精度分为一级和二级精度。尺寸包括直径（内、外径）、厚度、自由高度。

3） 形位极限偏差：我国标准没有，但德国DIN2093有要求，如同心度，D≤50为2.1T11 ;D〉50时，为2.1T12。国标只有表面粗糙度，这些具体数据都在GB/T1972-2005

中载明。

4） 表面处理、热处理、强压处理都有明确要求。表面不论是氧化、磷化都不允许有对使用有害的毛刺、裂纹和伤痕缺陷。需淬、回火处理的，淬火次数不得超过两次，硬度在42HRC~52HRC中间，单边脱碳层深度对1类碟簧不应超过其厚度的5%，2、3类碟簧不应超过其厚度的3%（最大不超过0.15mm）.

5） 强压处理是必须的工序。处理方法是用≮2F_f=0.75h0的负荷压缩弹簧，持续时间≮12h，或短时压缩，压缩次数≮5次。

6） 特殊表面防腐处理以及强化处理特殊技术要求（如疲劳、松弛、蠕变等）均由双方协议规定，不作为国家标准硬性规定。

（6）碟簧常用材料有：

1、弹簧钢：65Mn、T7A、T8A、T9A、T10A、60Si2MnA、50CrVA、70Si2CVA、30W4Cr2VA；

2、不锈钢：马氏体不锈钢：3Cr13；奥氏体不锈钢：301、302、316；国产牌号为：12Cr17Ni7、12Cr18Ni9、06Cr19Ni10、0Cr17Ni12Mo2；沉淀硬化型不锈钢：630、631、632；国产牌号为：05Cr17Ni4Cu4Nb、07Cr17Ni7Al、07Cr15Ni17Mo2Al；

3.高弹性合金：3J21；

4.弹性元件用合金：3J1、3J53；

5.铜合金：硅青铜、锡青铜、铝青铜、铍青铜、铝白铜、白铜、；

6.耐高温弹性合金：

GH4169、Inconel 718即NiCr19Fe18Nb5Mo3TiB；

GH4145、Inconel ×750即NiCr15Fe7NbTi2Al；

GH4090，即Nimonic90；

7.钴基合金：HS25(L－605)；

8.铌基合金：55NbTiAl；

9.金属、陶瓷、记忆合金、聚氨酯、橡胶、塑料、 玻璃纤维、碳素纤维都可以制造碟形弹簧。

（7）.碟簧的类型

一般分为普通的碟形弹簧，带径向沟槽的碟形弹簧，梯形截面碟形弹簧。
碟形弹簧(碟簧)按其用途可分为防松碟簧、耐高温碟簧、耐低温碟簧、防腐蚀碟簧、高扭矩碟簧、超高扭矩碟簧、轴承预紧碟簧、阀门用碟簧等等

碟形弹簧选型要素：
尺寸：各产品具体尺寸要素在国内及国际标准中均有具体规定。主要尺寸有外径D、内径d、厚度t、自由高度H等。
温度：碟簧根据工作特性及材质特征主要分四类温度区间：常温、150℃、300℃、600℃。
状态：客户设备的工作状态如预紧行程、振动情况、脉冲压频次、频谱、预紧力等因素。
介质：工作环境往往对碟簧的选择有明确的要求，主要因素有：介质的腐蚀性、PH值等。
压力：几个点的载荷，及高频次疲劳