彈性元件是旋轉(zhuǎn)接頭密封的重要元件之一,常用彈性元件的種類:彈簧和波紋管,他們的作用下:
(1) 給摩擦副一定的壓緊力(預(yù)頂力),保證密封面的貼合,以使摩擦副在低壓下啟動運轉(zhuǎn)及停車時構(gòu)成良好的密封。
(2) 是緩沖沖元件,可以補償空心軸的跳動及加工誤差而引起的摩擦面不貼合。
(3) 摩擦面磨損時,推動摩擦環(huán)作為軸向移動,使摩擦面繼續(xù)保持緊密貼合。
旋轉(zhuǎn)接頭中使用的彈簧多為圓柱螺旋壓縮彈簧。
彈簧的設(shè)計應(yīng)該考慮密封機構(gòu)在運行的整個過程彈力不能改變很大。因為摩擦副環(huán)磨損時,彈簧伸長,張力減小,端面比壓減小。所以,密封和彈簧的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在密封工作周期(壽命)的整個過程中(直到補償環(huán)磨損到不能使用的擬定尺寸為止),摩擦副內(nèi)單位壓力的改變不超過10~20%。
圓柱螺旋壓縮彈簧有大彈簧和小彈簧之分。小彈簧只在H型旋轉(zhuǎn)接頭中得到應(yīng)用,它是采用了多個小彈簧多結(jié)構(gòu)形式。旋轉(zhuǎn)接頭中普遍采用的是大彈簧。
設(shè)計圓柱螺旋壓縮彈簧時注意下面幾點:
(一) 彈簧的端面結(jié)構(gòu)
一半為接觸并緊型,通常每端并緊3/4~1 1/4圈,有時為1~2圈,兩端并緊位置應(yīng)當(dāng)互相錯開并磨平。彈簧材料直徑大時取小值,反之取大值。端面與彈簧軸線必須垂直,因為端部的歪斜會造成摩擦副的偏磨(單邊磨損)和撓曲。
(二)彈簧直徑
彈簧的中徑D2為彈簧的公稱直徑,其值應(yīng)盡量符號下表的系列值,并應(yīng)嚴格控制外徑或內(nèi)徑的偏差,其偏差值可由國家標(biāo)準(zhǔn)查出。為了保證有足夠的空間,應(yīng)該考慮彈簧受載荷后簧圈的增大,其增大值可按下近似公式計算。
當(dāng)兩端面與支撐座可以由回轉(zhuǎn)而摩擦力比較小時,中徑的增大值?D2與中徑D2的比為
?D2 t2-0.8td-0.2d2
—— = 0.10————————
D2 D2
式中 D2——彈簧中徑(mm);
T ——彈簧的節(jié)距(mm)
D——彈簧的材料直徑(mm)
(三)彈簧的旋繞比(彈簧指數(shù))
旋繞比C值越小,曲率越大,卷制困難,工作時彈簧材料截面內(nèi)側(cè)切應(yīng)力大于平均應(yīng)力越多,彈簧的剛度也越大:C值越大,則相反。