Resortes de disco
1. ¿Qué es un resorte de disco??
Se parece a un “cuenco de metal,”conocido profesionalmente como resorte de disco o arandela Belleville. Su sección transversal es cónica invertida., almacenar energía mediante “compresión-rebote”. Apilar resortes idénticos alternativamente, como ladrillos lego, amplifica instantáneamente pequeñas deformaciones en fuerzas a nivel de toneladas.
2. ¿Por qué puede “lograr grandes resultados con pequeños medios”??
El núcleo reside en su “alta rigidez + no linealidad”.
Un resorte de disco estándar con espesor t=0,5 mm y diámetro exterior D=40 mm puede generar aproximadamente 2 kN de fuerza con solo 0.3 mm de compresión por hoja.
- Apilado 20 las hojas se mantienen igual 0.3 mm de carrera de compresión pero produce una fuerza total de ≈40 kN (≈4 toneladas).
- Cambiar al apilamiento "emparejado" (voltear discos individuales) duplica el recorrido ×20 manteniendo la fuerza, resultando en un derrame cerebral total de 6 milímetros.
3. Proceso de selección de tres pasos
Paso 1 Calcular la carga: F = (4mi·t³·F) / ((1-m²)·D²·K₁·K₄)
Paso 2 Seleccionar material:
60Si2MNA: Propósito general, -40°C a 120°C
Inconel 718: Alta temperatura 600°C, sin relajación
Paso 3 Verificar la vida: norte≈(s/s₀)^b, b≈8~10, σ₀
4. Estudio de caso práctico
① Problema con el molde de punzonadora de alta velocidad:
Estampado en 500 spm, Los resortes estándar fallaron después 2 semanas.
Solución: Reemplazado con conjuntos de resortes de disco emparejados de 50 piezas, extendiendo la vida de 500,000 a 8,000,000 ciclos.
② Problema de precarga del rodamiento del husillo de la turbina eólica: Decaimiento de precarga a -30°C. Solución: Inconel 718 conjunto de resorte de disco, 10 años sin mantenimiento.
③ Problema con las bisagras del ala solar aeroespacial: Requiere “bloqueo duro” durante la fase de lanzamiento y “microelasticidad” en órbita.
Solución: Muelles de disco en serie de dos etapas, logrando 90% Reducción de la rigidez al desbloquear para una transición rígida a flexible..
5. Guía para evitar trampas
Evite “apilarse hasta el límite”: Encima 20 Las capas pueden causar deslizamiento lateral.; Se recomiendan mangas guía..
Las superficies deben someterse a fosfatado. + recubrimiento de disulfuro de molibdeno; de lo contrario, Pueden producirse “chirridos” de alta frecuencia..
Par de apriete ≠ compresión: Los resortes de disco presentan histéresis de rebote después de la compresión; siempre verifique con mediciones reales usando cuñas micrométricas.