GBT1972-2005碟形弹簧.pdf

I CS 2 1 . 1 6 0 J 2 6 巧黔 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 G B / T 1 9 7 2 -2 0 0 5 代替GB / T 1 9 7 2 -1 9 9 2 弹簧 s pr i ng C 形 8 .习. D 碟 2 0 0 5 - 0 1 - 1 3 发布2 0 0 5 - 0 8 - 0 1实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发布 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 GB / T 1 9 7 2 -2 0 0 5 前言 本标准代替 G B / T 1 9 7 2 - - 1 9 9 2 碟形弹簧 。本标准与GB / 丁1 9 7 2 -1 9 9 2 相比主要变化如下: 一 质量要求分为一级精度和二级精度; 检验规则增加了 A项( 即关键项) ; 对检验规则进行了细化， 增强了可操作性; 一 原第 8 章并人附录C 碟簧的设计计算及应用 ; 原附录 C的内容并人第 4章和第 5 章; 一 一 试验方法具体化 ， 统一了检测要求; 内容表达及章节按GB / T 1 . l进行了较大调整; -一 按G B / T 1 . 1 进行了 编辑性修改。 本标准附录A为规范性附录， 附录B和附录C为资料性附录。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国弹簧标准化技术委员会( C S B T S / T C 2 3 5 ) 归口。 本标准负责起草单位: 机械科学研究院、 扬州弹簧有限公司、 扬州大学。 本标准参加起草单位: 上海核工碟形弹簧制造有限公司、 廊坊市双飞碟簧厂。 本标准主要起草人: 姜膺、 黄志福、 周骥平、 胡家驻、 沈子建、 高歧洲。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: - -GB/ T 1 9 7 2 -1 9 8 0 ; -GB / T 1 9 7 2 - 1 9 9 2 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 GB / T 1 9 7 2 -2 0 0 5 碟形弹簧 范围 本标准规定了截面为矩形的碟形弹簧( 以下简称碟簧) 的结构型式、 尺寸系列、 技术要求、 试验方法、 检验规则和设计计算。 本标准适用于普通矩形截面碟簧 本标准不适用于梯形截面碟簧、 开槽形碟簧和膜片碟簧。 2规 范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注 日期的引用文件， 其随后所有 的修改单( 不包括勘误的内容) 或修订版均不适用于本标准， 然而， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件， 其最新版本适用于本标准。 GB / T 2 2 4 钢的脱碳层深度测定法 GB / T 2 3 0 . 1 金属洛氏硬度试验第 1 部分: 试验方法( A, B , C , D , E , F , G , H, K, N, T标尺) C GB / T 2 3 0 . 1 -2 0 0 4, I S O 6 5 0 8 - 1 : 1 9 9 9 , Me t a l l i c ma t e r i a l s - Ro c k we l l h a r d n e s s t e s t - P a r t 1: Te s t me t h o d ( s c a l e s A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) , MOW GB / T 1 2 2 2 弹簧钢 G B / T 2 8 2 8 . 1 计数抽样检验程序第 1部分: 按接收质量限( AQ I . ) 检索的逐批检验抽样计划 ( GB / T 2 8 2 8 . 1 -2 0 0 3, I S O 2 8 5 9 - 1 : 1 9 9 9 , I DT) G B / T 3 2 7 9 弹簧钢热轧薄 钢板 G B / T 4 3 4 0 . 1 金属维氏硬度试验第 1 部分: 试验方法( G B / T 4 3 4 0 . 1 -1 9 9 9 , e g v I S O 6 5 0 7 - 1 : 1 9 9 7 ) Y B / T 5 0 5 8 弹簧钢、 工具钢冷轧钢带 碟篮尺寸、 参数名称、 代号及单位 碟簧尺寸、 参数名称、 代号及单位按表 1 的规定。 表 尺寸、 参数名称代号单位 外径 D n l ll l 内径d 中 性 径Do 厚度t 有 支 承 面 碟 簧 减 薄 厚 度t 单片碟簧的自由高度H 组合碟簧的自由高度H 无支承面碟簧压平时变形量的计算值h - H- t h o 有支承面碟簧压平时变形量的计算值h o月 -t h 支承面宽度v 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 GB / T 1 9 7 2 -2 0 0 5 表 1 ( 续 ) 尺 寸、 参数名称代号 单位 单片碟簧压平时的计算高度 H n ln 】 组合碟簧压平时的计算高度H 单片碟簧的负荷F N 压平时的碟簧负荷计算值 F 与变形量f , 对应的组合碟簧负荷F 考虑摩擦时叠合组合碟簧负荷 F R 对应于碟簧变形量f , + l + f， 一 的负荷F F , , F ; ， 一 单片碟簧在 f =0 . 7 5 h 。 时的负荷F , -O . 7 5 凡 与碟簧负荷 F , . F , , F， 一 对应的碟簧高度 H HR H, ， 一 m r n 单片碟簧的变形量了 对应于碟簧负荷 F， 凡, F, , - - 的变形量 f， 几+ f a ， 价 不考虑摩擦力时叠合组合碟簧或对合组合碟簧的变形量 f . 负荷降低值( 松弛)AFN 高度减少值( 蠕变) ffm 日 1 对合组合碟簧中对合碟簧片数或叠合组合碟簧中叠合碟簧组数 叠合组合碟簧中碟簧片数刀 碟 簧 刚 度F N / mm 碟 簧 变 形 能U N mm 组合碟簧变形能U 直 径 比 C= U/ dC 碟簧疲劳破坏时负荷循环作用次数N 摩 擦 系 数 f m , f R 弹性模量E N / mm, 泊 松 比 F 计算系数 KK, , K, K , 计 算 应 力 口 N/ 位置()M、 工、 口、 田、 工 V 处( 见图I ) 的计算应力 氏 m , a卫, a n ， 口 皿 + Q rv 变负荷作用时汁算上限应力a 印 召 x 变负荷作用时计算下限应力么 ; , 变负荷作用时对应十工作行程的计算应力幅口 岂 疲劳强度上限应力 口 r m ， 次 疲劳强度下限应力 氏 n 顺 疲劳强度应力幅气 质 量冲 k g 注中性径指碟簧截面翻转点( 中性点) 所在圆直径。D o -( ll -d ) / l n ( D / d ) o 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 GB / T 1 9 7 2 -2 0 0 5 4结构型 式、 产 品分 类及 尺寸系列 4 . ， 型式 碟形弹簧根据厚度分为无支承面碟簧和有支承面碟簧， 见图1和表 2 杠杆臂杠 杆 份 a ) 无 支承 面 b )有支承面 图 1 表2 类别 型式工艺方法 碟簧厚度 t/, 1 无 支 承 面 冷 冲成 形 ， 边 缘 倒 圆 角 6 . 0 - 1 6 4 . 2 产品分类 碟形弹簧根据工艺方法分为 1 , 2 , 3三类， 每个类别的型式， 工艺方法和碟簧厚度见表2 ; 根据 D / t 及h o / t 的比值不同分为 A, B , C三个系列， 每个系列的比值范围见表3 0 表 3 系歹 11 比值 备注 D / th , I t A - 1 8- 0 4 材料弹性模量 E=2 0 6 0 0 0 N / -m ; 泊松比t , =0 . 3 B尧 2 8- 0 , 75 C - 4 0 七 1 . 3 4 . 3 尺寸系列 常用碟簧尺寸系列按附录A; 非常用碟簧尺寸系列参见附录 B o 5技术要求 5 1 材料 5 . 1 . 1 碟簧材料的弹性模量E=2 0 6 0 0 0 N / mm2 , 5 . 1 . 2 碟簧材质为 6 0 S i 2 Mn A及 5 0 C r VA， 其化学成分应符合G B / T 1 2 2 2的规定。 5 . 1 . 3 碟簧应采用符合 Y B / T 5 0 5 8及G B / T 3 2 7 9 规定的带、 板材或符合G B / T 1 2 2 2 要求的锻造坯料 3 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 GB / T 1 9 7 2 - 2 0 0 5 ( 锻造比不得小于 2 ) 制造若采用其他材料时， 可由供需双方协议规定。 5 . 1 . 4 材料必须有材料制造商的质量保证书， 并经复检合格后方可使用。 5 . 2 尺寸的极限偏差 5 . 2 . 1 直径 碟簧内、 外径的极限偏差按表 4的规定 表 4单 位 为 毫 米 项目 极限偏差 一 级 精 度二 级 精 度 外 径 D h 1 2h 1 3 内 径 d H 1 2H 1 3 5 . 2 . 2 厚 度 碟簧厚度的极限偏差按表 5的规定 表 5 单 位 为 毫 米 类别 t ( t ) t o, ) 的极限偏差 一、 二级精度 1 0 . 2 0 . 6 + 0 .- 0 . ; 0 . 6 - - 3 . 8 - - 6 + 0 . 0 5 一 0 . 1 5 3 6- 1 6士 0 . 1 0 注: 在保证特性要习 R 的条件下， 厚度极限偏差在制造中作适当调整， 但其公差带不得超出本表规定的范围。 5 . 2 . 3自由高度 碟簧自由高度的极限偏差按表 6 的规定。 表 6单 位 为 毫 米 类别t ( i ) H。 的极限偏差 一、 二级精度 1 2 3 + 0 .- 0 . : 1 3 6 + 0 . 3 0- 0 . 15 3 6 - 1 6 士0 . 3 0 注: 在保证特性要求的条件下， 自由高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表规定的范围。 :_ ; 碟簧特性的极限偏差 单片碟赞 碟簧在 H。 一。 . 7 5 h 。 高度时负荷的极限偏差按表 7的规定。 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 GB/ T 1 9 7 2 -2 0 0 5 表 7 类别1 / - H一。 . 7 5 h , 高度时负荷的 极限偏差/ % 一 级 精 度二级精度 1 3- 6 士 I O5士 15 . 07 . 5 3 6 - 1 6士 5士 1 0 5 . 3 . 2组 合碟簧 组合碟簧的加载特性和卸载特性参照附录 C . 4 . 5由供需双方协议规定。 5 . 4 表面粗糙度 碟簧表面粗糙度按表 8的规定。 表 8单 位 为 微 米 类别工艺方法 表面粗糙度R a 上 、 下 表 面内 、 外 圆 1 冷冲成形 边缘倒圆角 3 . 21 2 . 5 夕 工切削内外圆或平面， 边缘倒圆角; 冷成形或热 成 形 6 . 36 . 3 ll精冲， 边缘倒圆角， 冷成形或热成形 6 . 33. 2 3 冷成形或热成形， 加工所有表面 边缘倒圆角 1 2 . 51 2 . 5 5 . 5 表面质t 碟簧表面不允许有对使用有害的毛刺、 裂纹、 伤痕等缺陷 5 . 6热处理 5 . 6 . 1 碟簧成形后 ， 必须进行淬火、 回火处理， 淬火次数不得超过两次 5 . 6 . 2 热处理硬度在 4 2 HR C -5 2 H R C范围内。 5 . 6 . 3 经热处理的碟簧， 其单面脱碳层深度; 1 类碟簧， 不应超过其厚度的 5 0 x ; 2 , 3类碟簧， 不应超过 其厚度的3 %( 最大不超过 。 . 1 5 mm) . 5 . 7强压处理 5 . 7 . 1 碟簧应进行强压处理， 处理方 法为: 用不小于两 倍的f 0 . 7 5 h 。 时的负荷压缩碟簧， 持续时间 不少于 1 2 h或短时压缩， 压缩次数不少于 5 次。 5 . 7 . 2 碟簧经强压处理后， 自由高度尺寸应稳定， 在规定的试验条件下， 其自由高度应在表 5 规定的极 限偏差范围内。其永久变形量小于自由高度的 。 . 3 %e 5 . 8 表面防腐处理 碟簧表面一般采用氧化方法进行处理， 若采用其他防腐处理( 如磷化、 电镀等) ， 由供需双方协议 商定 5 . 9 表面强化处理 对用于承受变负荷的碟簧， 推荐进行表面强化处理， 强化处理的要求由供需双方协议规定。 5 . 1 0 其他 碟簧有特殊技术要求( 如疲劳、 松弛和儒变等) 时， 由供需双方协议规定。 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 GB/ T 1 9 7 2 -2 0 0 5 6试验 方法 碟簧的几何尺寸、 特性、 疲劳试验应在永久变形检验后进行。 6 . 1几何尺寸 6 . 1 . 1 厚度 碟簧的厚度用千分尺在碟簧中心处沿圆周测量至少 3 点， 取最大值。 6 . 1 . 2 直径 碟簧的直径用分度值小于 。 . 0 2 m m的游标卡尺测量， 圆周范围内至少测量 3 点， 外径取最大值， 内 径取最小值。 6 . 1 . 3自由高度 测量 6 . 2 6 . 2 . 6 . 2 . 碟簧的自由高度在二级精度平台上， 用分度值小于。 . 0 2 m m的游标深度尺测量。圆周范围内至少 3 点， 取最大值。 特性 负荷 单片碟簧 单片碟簧的负荷在精度不低于 1 %的试验机上进行， 测量加载到 H。 一。 . 7 5 h 。时的负荷或 H。 一。7 5 h , i ( i 镇1 0片， 对合组合) 时的负荷， 试验时要用润滑剂， 两端的压板硬度必须在 5 2 HR C以 上， 表面粗糙度 R a 5 0 8 00. 8 2 0 2 6 一 8 0 1 4 01 2 6 一3 1 . 5 1 4 0 一 2 5 01 6 C . 7 . 2 导向件导向表面的硬度最低不小于 5 5H R C， 导向件表面粗糙度R a o , ， 此碟簧能持久工作。 例 2 : 校核碟簧 A1 2 5 GB / T 1 9 7 2 有支承面的单片碟簧在 F , 一1 75 0 0N和 F 2 =5 4 0 0 0 N之间循 环工作时的疲劳寿命 由( C. 2 ) 式 F4 尽 1 一I - k t . 二 二 一 二 二 下 . 、 左 八 1 刀 其 中， K: ， KK- K、按( C . 3 ) - ( C. 9 ) 式计算 : C ( C一 1 ) / C l l ( C- +1 ) / ( C一 1 ) 一 2 / 1 n C 1-兀 一一 K ，D1 2 5 L 一 一 丁 一 一 刃 气 一 1 . a b d b 4 K, =0 . 6 8 K , /C/ ， c 、 : _ 一习 一 丁- 1- J 万) + U , 由( C . 8 ) 式 : C ( t / t 户广八、，r rJ、，卜 ( H /)一t / t +3 / 4 1 C ( 5 / 8 ) 七丫 刁、丫 r 了、，JJ ( 1 / 4C ( H。 / t )一i / t + 3 / 8 ) 由标准查得 t =7 . 5 , t =S , Ho =1 0 . 6 代人上式得 C, 一2 3 . 7 7 由( C. 9 ) 式 2 6 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 GB / T 1 9 7 2 -2 0 0 5 C ,一 诀屯 5 ( H ,T t /t ) 3 2 t一 ， ) + 一 2 6 . 6 所 以 K; 一 0 3 5 ， 有支承面碟簧应以 t =7 . 5 m 。和 h o=H。一厂= 1 0 . 6 一7 . 5 =3 . 1 mm代人， 则: 4X2 . 0 6只1 0 ,. 一了一 价入 3 . 1K7 . 5 0 . 6 8X1 2 5 2X 1 . 0 3 5 2= 1 1 9 3 9 4 N 1 7 5 0 0 1 1 9 3 9 4 =0.1 47 5 4 0 0 0 1 1 9 3 9 4= 0 . 4 5 2 =-一一一 只凡一凡凡一Fc ，_ 、 _ ，、 _ _h 。 _ _1 1 田 团七1 , 找儿 了= 1 . 0 3 5 X 而 一 。 4 2 2 1 查 出 弃 一 。 . 1 2 , A 一 。 . 3 8 n儿。 所以f , =0 . 1 2 X 3 . 1 =0 . 3 7 2 ( 2 =0 . 3 8X3 . 1 =1 . 1 7 8 m m m m 由图 C . 并 由( C . 8 , C ti 2 , K , h o , _t0 . 4 2 8查出疲劳破坏关键部位在 I I 点或m点， 计算 II点应力由( C . 1 2 ) 式， 4 ) , ( C. 5 ) 式得 K2 =1 . 2 1 , K, =1 4X2 . 0 6X 1 0 1 一0 . 3 3 6 , f , =0 . 3 7 2 mm 时 an一李5 = X : U. bb X I n 0 3 5 X 0 . 3 7 2 7- 5 0 3 5 X 1 . 2 1 X( 长- 0 . 3 7 2 2 X 7 . 5 一 1 . 3 6一 = 2 1 6 . 9 N/ mm 人二1 . 1 7 8 m m时: an = 4义2 . 0 6 X 1 0 1 . 1 7 8 1 一 0 . 3 火 1 . 0 3 5火 7 . 5 0 3 5 X ， 又 ( 7 . 5 0 . 6 8 X 1 2 5 1 . 1 1 . 1 7 8 . 5 2 X 7 . 5一 3 6 一 7 3 5 . 8 N / m m 计算应力幅: 。 。 -7 3 5 . 8 - 2 1 6 . 9 = 5 1 8 . 9 N / m m 由 ( C . 1 3 ) 式计 算IE 点应力得， f =0 . 3 7 2 m m时， 。 。 =2 6 1 N / m m , 九二1 . 1 7 8 m m时， 。 二7 9 1 N/ mm 。 计算应力幅: a , m - 7 9 1 - 2 6 1 = 5 3 0 N / m m 2 可见m点的应力幅较大， 应校核 皿点疲劳强度。 碟簧的 计算上限 应力: a, , =7 9 1 N / m m 下限 应力: a , . ; =2 6 1 N / m m 应力 幅: a . 二。 , m , x -a , m ; =7 9 1 -2 6 1 =5 3 0 N/ mm 由图 C . 1 1 ， 下限应力 a , m ,。 一2 6 1 N / m m ， 寿命 N=2X 1 0 “ 次时疲劳强度上限应力为 。 r m 。= 8 0 5 N / mm ， 疲劳强度应力幅。 , , =8 0 5 -2 6 1 =5 4 4 N / mm a , =5 3 0 N / m m ， 可见碟簧的工作寿命大 约为 N=2 X 1 0 , C . 8 . 2 . 2 对合组合碟篮受变负荷的校核计算 例 3 : 有一个由2 0片碟簧 A 4 0 G B / T 1 9 7 2对合组合碟簧， 受预加负荷 F =1 5 0 0 N， 工作负荷为 F=5 0 0 0 N， 循环加载， 试验算此组合碟簧的疲劳强度 由( C . 2 ) 式 : F 4X 2 . 0 6X 1 0 1 一 0 . 3 0 . 9X2 . 2 5 ) 6 9x 4 0 之 X1= 8 4 0 8 . 3 N 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 标准最全面 免费标准网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载 GB/ T 1 9 7 2 -2 0 0 5 因此 : 1 5 0 0 8 4 0 8 . 3 = 0. 1 8 5 00 0 8 4 0 8 . 3 = 0. 59 F F 从图C . 1 ， 按 h o / h 0 . 4 查出 f , / h a =0 . 1 5 5 , f , / h 。 一。 . 5 7 所以: f , =0 . 1 5 5 X0 . 9 =0 . 1 4 mm 九 =0 . 5 7 X0 . 9 二0 . 5 1 mm 由图C . 8 ， 按h o / h 0 . 4 , C =2可得疲劳破坏关键部位为 II点， 按( C . 1 2 ) 式计算 II点应力， 以K, 0 . 6 9 , K, =1 . 2 2 , K, =1 . 3 8 , K, =1 代人 f=。 . 1 4 mm时: 4 义2 . 0 6 X1 0 5 、2 . 2 5 2、， ， 0 . 1 4, a一 一 入 三 一 一 二 叹二 下兀二万 入 1 入 石下 不 入 一1一 U. 3 U. 0 J X 4 U 6 . 63 1 X 1 . 2 2 X ( 0 琪一 兴; ) 熟) 一 1 . 3 8 、 乙 乙今乙入 乙. 乙J / =2 4 0 N / mm 关二。 . 5 1 mm时: 一 !X 7一聋黔x 改 2. 25 X 0 . 69 X 402 X 只 0. 5 1X 2. 2 5 X 1 1 X 1 .2 2 X ( 0 92. 2 5 一 _ 0. 5 12 X 2 .2 5 ! 一 : 38 ) =9 3 7 N/ mm 碟簧的计算应力幅为: a = a . . 、 一a - = 9 3 7一2 4 0= 6 9 7 N/ mm 由图C . 1 0 ， 在。 , m , =2 4 0 N / m m 处查得 N=2 X l O s 时疲劳强度上限应力为a , . , =8 4 0 N/ mm ， 即疲劳 强度应力幅为: a = 0 . .、一6 r - = 8 4 0一2 4 0= 6 0 0 N/ mm 所以 a , a , ， 即不能满足疲劳寿命的要求改进途径有: a ) 提高预加负荷: 如果必须满 足上限应力为 9 3 7 N / mm ， 则 由图 C . 1 0可查 出 N=2X1 0 6时， 下 限应 力为 5 0 0 N / mm 。此时预加碟簧变形近似为 ; 、 _5 0 02 4 0 X 。 1 4 =0 . 2 9 m m 由图 C . 1 按 f , / h o =0 . 2 9 / 0 . 9 =0 . 3 2 查出 F_ _ _，_ _ _ 八 _。 _ 八、 ; 二 二 =U . 3 b,户r= U . 3 5入 6 4 U 6 . S = L y 4 L . y 1 N C c 此时， 计算应力幅为: a 0 a -一 。 m ,o =9 3 7 -5 0 0 =4 3 7 N / m m a . =6 0 0 N / m m 即预加负荷 F , 为 2 9 4 2 . 9 N， 可满足工作负荷F z =5 0 0 0 N的变负荷下， 达到 N=2 X 1 0 疲劳寿 命要求 。 b ) 降低工作负荷 如果仍保持预加负荷为 1 5 0 0 N， 要求达到 N=2 X 1 0 疲劳寿命要求， 则工作负荷应降低 由图C . 1 0 查出。 , m , =2 4 0 N / mm , N=2 X1 0 时的。 , . . . -8 4 1 N / m m 。考虑安全系数， 取。 r m 。 二 = 8 0 0 N/ mm ， 则 f 2 8 0 09 3 7 x 0 . 5 1= 0 . 4 3 mm, 儿 / h 。二 0 . 4 3 / 0 . 9= 0 . 4 8 由图 C . 3