דלג לתוכן
In English
A conical washer-shaped spring that produces high force over a short stroke and can be stacked to tailor force and travel.
הסבר
אפשר לערום כמה דסקיות: בכיוון אחד (מקביל) הכוח מוכפל, ובכיוונים מתחלפים (טורי) המהלך מוכפל. העקומה לא ליניארית, ויחס הגובה לעובי קובע את צורתה. שימושים טיפוסיים: העמסה מוקדמת של מסבים, בלמי קפיץ, מצמדים וחיבורי ברגים שצריכים לפצות על התפשטות תרמית.
מה זה אומר בפועל
ערימה של קפיצי צלחת יושבת על מוט מוביל בתוך בית של בלם. הקפיצים לוחצים את רפידות הבלם בכוח של אלפי ניוטון במהלך של מילימטרים ספורים. כשמפעילים כוח הידראולי או אלקטרומגנטי, הקפיצים נלחצים והבלם משתחרר; בהפסקת חשמל הם נסגרים לבד.
למה זה חשוב
- כוח גבוה מאוד בנפח קטן ובמהלך קצר.
- אפשר להתאים כוח ומהלך בשילובי ערימה שונים.
- שומרים על כוח הידוק גם כשיש התפשטות תרמית או שקיעה.
- מתאימים לבטיחות: בלם שנסגר בלי אנרגיה.
בעיות נפוצות ופתרונות
- ערימה ארוכה מדי שמאבדת כוח בגלל חיכוך → הגבל את מספר הצלחות בטור והשתמש במוט מוביל מוקשה ומשומן.
- קפיץ שנלחץ עד הסוף ונשבר → הגבל את המהלך לכ־75% מהמהלך המלא.
- חיכוך עם המוט המוביל → השאר מרווח מתאים בין המוט לקוטר הפנימי.
- עייפות בעומס מחזורי → בחר סדרה מתאימה ובדוק בגרפים של היצרן.
איפה משתמשים
- בלמי קפיץ
- מצמדים והגבלת מומנט
- העמסה מוקדמת של מסבים
- חיבורי ברגים לעומס משתנה
- שסתומי ביטחון
- כלים ומתקני הידוק
נוסחאות ונתונים הנדסיים
F = 4E / (1 − μ²) · t⁴ / (K1 · De²) · (s / t) · [(h0/t − s/t) · (h0/t − s/(2t)) + 1]K1 = (1/π) · ((δ − 1)/δ)² / ((δ + 1)/(δ − 1) − 2 / ln δ) , δ = De / DiFtot = n · F , stot = i · s| F | כוח של צלחת אחת | N |
| E | מודול אלסטיות | MPa |
| μ | מקדם פואסון (0.3) | – |
| t | עובי הצלחת | mm |
| De, Di | קוטר חיצוני ופנימי | mm |
| h0 | גובה החרוט (l0 − t) | mm |
| s | שקיעה של צלחת אחת | mm |
| n | צלחות במקביל בכל קבוצה | – |
| i | קבוצות בטור | – |
- סדרה A (DIN 2093)De/t ≈ 18 , h0/t ≈ 0.4
- סדרה BDe/t ≈ 28 , h0/t ≈ 0.75
- סדרה CDe/t ≈ 40 , h0/t ≈ 1.3
- שקיעת עבודה מומלצתעד ≈ 0.75 · h0
דוגמה: צלחת DIN 2093 A40 (40 × 20.4 × 2.25 mm, h0 = 0.9 mm): δ ≈ 1.96, K1 ≈ 0.686, ובשקיעה s = 0.75 · 0.9 ≈ 0.68 mm הנוסחה נותנת F ≈ 6.5 kN. ערימה של 4 קבוצות בטור עם 3 צלחות במקביל בכל קבוצה נותנת Ftot ≈ 19.5 kN בשקיעה כוללת של stot = 4 · 0.675 = 2.7 mm (בלי חיכוך בין הצלחות).
נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.
סרטון הסבר
סוגים נפוצים
- סדרה A (קשיחה)
- סדרה B
- סדרה C (רכה)
- עם משטחי מגע
- פלדת קפיצים
- נירוסטה
