يدور خط نقل مغلف بالبخار من درجة الحرارة المحيطة إلى 160 درجة مئوية أربع مرات في اليوم. تم لف مسامير الغدة وفقًا للمواصفات عند التشغيل، ولكن بحلول نهاية الأسبوع الأول كانت التعبئة تبكي. لم يأت شيء فضفاضة. لقد تم تقصير المفصل ببساطة ببضعة أجزاء من المئات من المليمتر حيث ترتخي الحشية والتعبئة تحت الحرارة، ولا يمكن للغسالة المسطحة أن تتبع هذه الحركة. علبة ربيع بيلفيل.
هذا المزيج من السكتة الدماغية القصيرة والقوة العالية هو السبب وراء ظهور غسالات الأقراص المخروطية على أغطية الصمامات ومسامير الحواف وتجميعات المقاعد وتقليم الإغاثة في كثير من الأحيان أكثر مما تسجله معظم ملفات الصيانة. إن الحصول عليها بشكل صحيح يعتمد على عدد قليل من الأبعاد وقرارين للتكديس، ومعظم حالات الفشل الميدانية تعود إلى أحد تلك التي تم تخطيها.
ما هو ربيع بيلفيل في الواقع
ربيع بيلفيل هو نابض ضغط على شكل غسالة يتكون من مخروط ضحل. عند تحميله محوريًا، يتسطح المخروط: عادة ما يكون الانحراف لكل قرص أقل بكثير من المليمتر، في حين أن القوة التي يحملها تكون كبيرة بالنسبة للارتفاع الذي يشغله. تتبع معظم المواصفات الصناعية DIN 2093، الذي يحدد سلسلة الأبعاد ومجموعات تحمل السمك وحالة المادة.
أربع قيم تصف الجزء: القطر الخارجي، القطر الداخلي، سمك المادة t، وارتفاع المخروط h. كل شيء آخر، بما في ذلك شكل منحنى الحمل وسلوك التعب، يتبعها.
التعريف: يخزن زنبرك بلفيل، ويسمى أيضًا زنبرك القرص المخروطي أو غسالة القرص، الطاقة المرنة عن طريق تسطيح المخروط المقطوع. النسبة h/t، ارتفاع المخروط مقسومًا على سمك المادة، تحدد سلوك انحراف الحمل من تلقاء نفسها تقريبًا.
| مميزة | ربيع القرص بيلفيل | ربيع ضغط حلزوني | غسالة مسطحة |
| القوة في كومة قصيرة | عالية، في كثير من الأحيان كيلونيوتن لكل قرص | معتدل، ويتطلب طول الحرة | لا شيء |
| السفر لكل عنصر | صغير، عادة من 0.2 إلى 1.0 ملم | كبيرة، عشرات المليمترات | صفر |
| وضع الفشل النموذجي | صدع التعب، وفقدان الحمل بعد الاسترخاء | التواء، مجموعة دائمة | تخفيف ، مزعج |
| واجب الصمام النموذجي | التحميل المباشر للغدة، تنشيط المقعد، وصلات مثبتة بمسامير | ضبط صمام الأمان الضغط، عودة المحرك | تحميل الانتشار تحت رؤوس الترباس |
قراءة منحنى انحراف الحمل قبل اختيار نسبة h/t
تحدد نسبة h/t شكل منحنى الحمل والانحراف، وبالتالي الوظيفة التي يمكن أن يقوم بها الزنبرك.
عند h/t بالقرب من 0.4، يكون المنحنى قريبًا من الخط المستقيم: مضاعفة الانحراف تضاعف القوة تقريبًا. وهذا يجعل حساب الحجم بسيطًا ويناسب المفاصل المثبتة بمسامير حيث يكون سفر العمل صغيرًا ومعروفًا مسبقًا.
عند h/t بالقرب من 0.75، يتسطح المنحنى خلال منتصف رحلته. تتغير القوة بشكل طفيف للغاية عبر شريط انحراف يمكن أن يصل عرضه إلى عدة أعشار المليمتر، وهو بالضبط ما تريده الغدة المحملة مباشرة: تسترخي الحشوة، ويفرغ القرص قليلاً، ويبقى الضغط الواقع على الحشوة داخل نافذة الغلق الخاصة بها بدلاً من الانهيار.
فوق 1.3 تقريبًا ينقلب المنحنى ويدخل القرص في تصلب سلبي. يعتبر هذا السلوك حقيقيًا ومفيدًا في الآليات فوق المركز، ولكنه محفوف بالمخاطر عند وجود مسمار: يمكن للقرص الذي ينكسر من خلاله أن ينعكس ويفقد التحميل المسبق في رحلة حرارية واحدة. عندما يبلغ فريق الصيانة أن المكدس أصبح مسطحًا بدون سبب واضح، قم بفحص h/t قبل إلقاء اللوم على إجراء عزم الدوران.
التراص: كيف تغير التكوينات المتسلسلة والمتوازية الحمل والسفر
التكديس المتوازي يضاعف القوة، والتكديس المتسلسل يضاعف السفر، ولا يوجد مكدس يقوم بالأمرين معًا في وقت واحد دون دفع ثمنه في الارتفاع.
تتصرف الأقراص n، المتداخلة في نفس الاتجاه، كعنصر واحد أكثر صلابة: القوة تساوي n مضروبة في قرص واحد بينما يظل السفر كما هو. بالتناوب وجهًا لظهر، تسافر نفس الأقراص n مرات لمسافة بعيدة ولكنها تحمل قوة قرص واحد فقط. المجموعات المجمعة، مجموعتان متوازيتان موضوعتان في سلسلة على سبيل المثال، تضاعف كلا القيمتين، على حساب جيب أطول وواجهات أكثر احتكاكًا.
كومة متوازية
- القوة مضروبة في عدد الأقراص
- السفر يساوي قرص واحد
- مفيد للتحميل المسبق العالي في الجيب الضحل
- يرتفع الاحتكاك بسرعة مع العد
كومة السلسلة
- السفر مضروبا في عدد الأقراص
- قوة تساوي قرص واحد
- مفيد للحركة الحرارية والاسترخاء
- معدل أكثر ليونة، ارتفاع مثبت أطول
الاحتكاك هو المتغير الهادئ. تفقد كل واجهة من قرص إلى قرص ما يقرب من 2 إلى 5 بالمائة من القوة الاسمية بين شوطي التحميل والتفريغ، لذلك يمكن أن تظهر المكدس المكون من عشرة أقراص تباطؤًا ملحوظًا ويمكن للمكدس الجاف أن يقرأ أقل بكثير من منحنى الكتالوج. تعمل المداخن المشحمة على تضييق هذا التشتت، على الرغم من أن مادة التشحيم يجب أن تكون متوافقة مع سائل العملية إذا كان الزنبرك يقع داخل الحدود المبللة.
حيث تقوم غسالات Belleville بعمل حقيقي في أجهزة الصمامات والأنابيب
في مجموعات الصمامات والأنابيب، تظهر نوابض بيلفيل في ثلاثة أماكن: وصلات مثبتة بمسامير تقوم بدورة تسخين، وحشوات تعبئة يجب أن تتحمل ضغطًا ثابتًا، ومكونات المقعد التي تحتاج إلى دفع خفيف ومستمر.
- الغدة وغطاء المحرك التحميل المباشر. تحافظ الكومة القصيرة الموجودة أسفل كل صامولة على ضغط التعبئة داخل شريط ضيق أثناء تسخين الصمام وتبريده. عادةً ما يغطي قرصان إلى أربعة أقراص متسلسلة حركة صمام البخار.
- شفة انسحب المفاصل. يعد عدم تطابق التمدد الحراري بين أنابيب الفولاذ الكربوني والمسامير المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ آلية تخفيف كلاسيكية، ويتم تعويض كومة الأقراص دون الحاجة إلى مسمار أطول.
- تنشيط المقعد. في الصمامات الكروية والفراشية، يقوم قرص خفيف أو زنبرك موجي بالضغط على المقعد مقابل الإغلاق عند ضغط تفاضلي منخفض، ثم يتولى ضغط المعالجة حمل الختم.
- المحرك وتحمل التحميل المسبق. تستخدم علب التروس ربع الدوران والمحركات الكهربائية مداخنًا صغيرة لإزالة اللعب المحوري من مجموعة القيادة.
- تقليم الإغاثة والمراحل التجريبية. يعتمد استقرار الضغط المضبوط على بقاء معدل الزنبرك ثابتًا، وتستخدم بعض التصميمات التجريبية مكدسات الأقراص حيث يكون الزنبرك الحلزوني طويلًا جدًا.
نمط الفشل الذي يظهر في أغلب الأحيان في الصمامات الكروية ذات درجة الحرارة المرتفعة هو المقعد الذي يغلق البرد ويبكي ساخنًا. ينمو ملحق المقعد، ويجب على الزنبرك الموجود أسفله أن يمتص الحركة، ويفقد الزنبرك الصغير أو المريح ضغط التلامس تمامًا عندما تصل العملية إلى درجة الحرارة. يجب أن يحدد الصمام المصمم لهذا الواجب مادة زنبرك المقعد والسفر المتاح بدلاً من تركه لجزء عام.
صمام كروي هوائي عالي الحرارة من VATTEN صمام كروي هوائي عالي الحرارة مع دعامة ممتدة وتبديد للحرارة، مناسب عندما تكون مادة زنبرك المقعد والسفر مناسبة للحركة الحرارية. عرض المنتج → ينطبق نفس المنطق على الصمامات الكروية ذات المقاعد المعدنية في الخدمة الكاشطة، حيث يجب على زنبرك المقعد أن يتحمل الحركة الحرارية ودخول الجسيمات في نفس الوقت. ملاحظتنا الخاصة على الصمامات الكروية المعدنية في ظروف التشغيل القاسية يمشي عبر مسار التحميل بمزيد من التفاصيل.
على الجانب البارز، الزنبرك هو عنصر المعايرة. يحافظ صمام الأمان المحمّل بنابض على الضغط المحدد فقط طالما ظل معدل الزنبرك ثابتًا، وبالتالي فإن مبيت الزنبرك وموجهاته وأي عناصر قرصية مساعدة تستحق نفس التدقيق الذي يخضع له المقعد والقرص.
صمام أمان مغلق برفع كامل للربيع صمام أمان محمل بنابض للحماية من الضغط الزائد، مع حدود الخدمة A42Y-C وA42Y-P/R وجداول أبعاد PN/DN للاختيار. عرض المنتج → قاعدة عملية من العمل الميداني: إذا تحرك المفصل أكثر من 0.1 مم بين البارد والساخن، أو ارتخي المسمار أكثر من 5 بالمائة في الأسبوع الأول، فإن الغسالة العادية هي الجزء الخطأ وعادة ما تقوم حزمة الأقراص القصيرة بإصلاحه دون إعادة تصميم المسمار.
تفاصيل المواد والتشطيب والتسامح التي تحدد مدة الخدمة
تحدد درجة المادة وحالة الحافة والمعالجة المسبقة ما إذا كان القرص سينجو من مليون دورة أو يتشقق عند عشرة آلاف، وهي مهمة أكثر من تصنيف تحميل الكتالوج.
| مادة | توجيه درجة الحرارة | مقاومة التآكل | الاستخدام النموذجي |
| 50CrV4 أو 51CrV4 فولاذ زنبركي | تصل إلى حوالي 250 درجة مئوية مع التخفيض | منخفض، يحتاج إلى طلاء | البراغي الصناعية العامة والغدد |
| 301 غير القابل للصدأ | تصل إلى حوالي 200 درجة مئوية | معتدل | الماء والغذاء والمواد الكيميائية الخفيفة |
| 17-7PH تصلب الفولاذ المقاوم للصدأ | تصل إلى حوالي 350 درجة مئوية | جيد | دورات تعب عالية، خدمة أنظف |
| إنكونيل X-750 | تصل إلى حوالي 600 ج | عالية | البخار والعادم وتقليم الصمام الساخن |
أربعة تفاصيل عملية تحمل معظم المخاطر المتبقية:
- تقريب الحواف، الذي يزيل الزاوية الحادة حيث تبدأ تشققات التعب عادة.
- الصقل بالخردق، الذي يضع السطح في حالة ضغط ويزيد من عمر الكلال بشكل ملحوظ على أجزاء الدراجات.
- الضبط المسبق على الارتفاع الصلب، مما يزيل الضغط المتبقي ويثبت ارتفاع المخروط قبل شحن الجزء.
- يتم اختيار المعالجة السطحية، سواء بالفوسفات أو رقائق الزنك أو PTFE، للتحكم في الاحتكاك بقدر ما يتم اختيارها للتآكل.
الإعداد المسبق ليس اختياريًا في خدمة ركوب الدراجات. القرص الذي تم ضغطه إلى ارتفاع ثابت مرة واحدة سيحتفظ بارتفاع مخروطه بشكل أفضل بكثير من القرص الذي لم يتم ضغطه، وعادةً ما يظهر تخطي الخطوة كنسبة مئوية عديدة من فقدان الحمل خلال المائة دورة الأولى، قبل وقت طويل من ظهور أي صدع إجهاد.
تسلسل الاختيار العملي
العمل من الحمولة التي يجب أن يحتفظ بها المفصل، وليس من أقرب صفحة للكتالوج.
- تحديد نطاق التحميل. حدد الحد الأدنى من الضغط الذي يحتاجه المفصل لإغلاقه والحد الأقصى الذي يمكن أن يتحمله الجهاز، ثم حدد حجمه في منتصف تلك النافذة.
- قياس الحركة. يضيف التمدد الحراري واسترخاء الحشية والزحف إلى الحركة التي يجب أن يمتصها الزنبرك. إذا كان الرقم أقل من 0.2 مم، فعادةً ما يكون قرص واحد كافيًا.
- اختر القرص والنسبة. اختر h/t بالقرب من 0.4 لمعدل يمكن التنبؤ به، أو بالقرب من 0.75 عندما تكون القوة الثابتة عبر الحركة أكثر أهمية من الصلابة.
- قرر المكدس. المتسلسلة للسفر، والمتوازية للقوة، والمجموعات المدمجة فقط عندما يسمح ارتفاع الجيب بذلك.
- التحقق من التوتر والبيئة. تأكد من أن الضغط المحسوب يقع تحت حد الكلال للمادة عند درجة حرارة التشغيل، وأن الطلاء أو مادة التشحيم تنجو من سائل العملية.
الأسئلة المتداولة
هل غسالات بيلفيل والينابيع القرصية هي نفس الشيء؟
نعم. تصف كل من غسالة بيلفيل، والزنبرك القرصي المخروطي، والزنبرك القرصي نفس الجزء المخروطي المقطوع، ويستخدم المعيار الألماني DIN 2093 مصطلح Tellerfeder. تختلف التسمية حسب المنطقة وكتالوج الموردين، لكن الأبعاد وسلوك التحميل يتبعان نفس القواعد.
هل يمكن للتكديس رفع الحمل والسفر في وقت واحد؟
ليس مع نفس الأقراص في كومة بسيطة. تضاعف المجموعات المتوازية القوة والمجموعات المتسلسلة تضاعف السفر، لذا فإن رفع كليهما يتطلب مجموعات مشتركة وجيبًا أطول. على سبيل المثال، يتم وضع زوجين متوازيين على التوالي، مما يؤدي إلى مضاعفة كلا القيمتين مقارنة بقرص واحد، بأربعة أضعاف الارتفاع المثبت.
ما مقدار الاحتكاك الطبيعي في المكدس؟
ما يقرب من 2 إلى 5 بالمائة من القوة الاسمية لكل واجهة على كومة جافة، والتي تظهر كفرق بين منحنى التحميل والتفريغ. يقلل التشحيم من التشتت، ويكون التأثير صغيرًا بما يكفي لمعظم الوصلات المثبتة بمسامير بمجرد احتسابها في الحساب بدلاً من اكتشافها أثناء الخدمة.
هل تحتاج النوابض القرصية إلى إعادة الدوران بعد التثبيت؟
في كثير من الأحيان أقل من الغسالات المسطحة، ولكن دورة الحرارة الأولى لا تزال تحرك الأشياء. تحقق من حمل الترباس مرة واحدة بعد وصول النظام إلى درجة حرارة التشغيل ومرة أخرى بعد الأسبوع الأول؛ عادةً ما يتم الاحتفاظ بالمكدس المحدد مسبقًا ذو الحجم الصحيح في حدود نسبة قليلة من الآن فصاعدًا.
