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电机制造厂专用的波形弹性垫圈

    据报道,多年来,电机制造厂已在电机转子轴的滚珠轴承座中装用一种具有弹性的波形垫圈(WavedWasher),取得了减少振动和噪声的效果。电机滚珠轴承装配时,波形弹性垫圈被部分地压缩,使轴承外环受力,通过滚珠,以对角线方向压向轴承内环,使滚珠的滚动更接近于理想状态,从而减少其振动和噪声。
    此外,现代电机的比功率增高,工作温度也较高,当转子轴受热伸长时,波形弹性垫圈就能进一步被压缩,大大地减少了因转子轴受热伸长而对轴承产生的额外负载。

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波形垫圈的实际应用

    波形垫圈又名波形弹簧,简称波簧,是由若干波峰波谷构成的薄片环状弹性金属元件,选用优质弹簧钢,经特定方法热处理并根据具体情况,硬度一般控制在HRC44-55之间,具有良好弹性。波形弹簧广泛适用于电机、纺织机械、液压设备、汽车等行业。
    波形垫圈由于其形状特点形如波浪,厚度薄且具有弹性,因此上料及准确装配到位有一定难度。为此介绍了装配此工件的上料及装配机构的工作原理,并给出了结构设计方案。实际波形垫圈的应用表明,所设计的机械结构结构简单,成本低,实用性好。并且该设备调整方便,各运动环节都具有可调节机构,方便维修。
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导致波形垫圈硬度超出技术要求的因素

    从化学成分、显微组织、断口形貌、氢含量、硬度等方面,对表面镀镉65Mn钢波形垫圈使用过程中连续出现早期断裂的原因进行了分析。对同批零件进行了氢脆和回火脆性验证试验,分析了除氢时间、氢含量、硬度以及回火温度对断口形貌的影响,同时对不同硬度检测方法对垫圈硬度值的影响进行了分析。
   结果表明,硬度测量方法选择不当导致波形垫圈的实际硬度超出技术要求,使波形垫圈脆性增加,引起波形垫圈最终断裂,残余氢导致断口呈沿晶特征。建议将该波形垫圈回火温度控制在380~410℃范围内,选择HV5.0或HV10检测硬度,除氢时间不低于12h。

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软质PVC垫圈的替代产品

    随着增塑剂用量的增加,样品的拉伸强度逐渐提高,断裂伸长率逐渐降低。其中TBC和ATBC增塑的样品不管是拉伸强度和断裂伸长率都好于DOP,而DEDB较DOP差,D略大于DOP。 通过热重分析研究稳定剂的作用时发现,钙锌复合稳定剂能有效地提高PVC的热稳定性,提高PVC起始降解温度。当加入2phr钙锌复合稳定剂时,能够在240℃以下不会出现PVC降解的现象,可以保证垫圈样品制备温度下不出现降解脱HCl的情况。
    钙锌复合稳定剂同时可以用作发泡剂的活化剂,当加入AC发泡剂,稳定剂为4:1时,AC的起始分解温度从200℃降到168℃左右,分解温度范围也扩大为168℃-220℃,处于PVC成型温度范围内,可以满足发泡要求。发泡剂的多少决定了气泡的数量,保证泡孔的均匀和大小一致,必须选择合适的发泡剂的用量。用量过大,会导致连泡或表面凸凹不平甚至破泡现象,用量过少,会导致泡孔数量不足,不能发挥发泡材料的特性。发泡温度与气泡膨胀速度成正比,所以温度越高,膨胀的速度越快。
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压花锥形弹簧垫圈的特点

   锥形弹簧垫圈是我们在吸收消化引进产品制造技术的过程中所接触到的一种新型垫圈。国产工程起重机的回转支承中,连接螺栓的防松采用弹簧垫圈或双螺母和平垫圈等,实际应用中均有不足之处。但日本加藤制作所生产的起重机,回转支承的连接螺栓均采用锥形弹簧垫圈,防松可靠,效果良好。新型垫圈引用到国产起重机上,并从机理、计算、制造工艺,试验等方面作了分析和论述。
   一种防止螺栓松动的压花锥形弹簧垫圈,其断面呈圆锥形。垫圈表面形式可分为:内表面压花、外表面压花、内外表面均压花和光面。实用新型垫圈安装于螺栓与被联接件之间,并靠垫圈恢复原形的轴向力和内外锥面上的花纹。增大螺纹之间的摩擦力和垫圈与螺栓及被联接件之间的摩擦力,从而有效地防止了螺栓松动。本实用新型结构简单,使用方便,生产制造容易,具有在防松过程中受力大且均匀,并能承受振动载荷的特点。  
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树脂材料被用于垫圈

    近来,国外研制了一种用于法兰面防漏的新型垫圈,即液态—固态复合垫圈。其最大的特点是兼具液态垫圈(又称液态密封胶)和固态垫圈的优点。这种新型的复合垫圈系用特种的合成树脂浸渍纸张(一种具有韧性好的长纤维纸)而成。
    树脂一般认为是植物组织的正常代谢产物或分泌物,常和挥发油并存于植物的分泌细胞,树脂道或导管中,尤其是多年生木本植物心材部位的导管中。由多种成分组成的混合物,通常为无定型固体,表面微有光泽,质硬而脆,少数为半固体。不溶于水,也不吸水膨胀,易溶于醇,乙醚,氯仿等大多数有机溶剂。加热软化,最后熔融,燃烧时有浓烟,并有特殊的香气或臭气。分为天然树脂和合成树脂两大类。
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弹性垫圈的制造技术

   弹性垫圈的制造技术,制定了弹性垫圈机械加工工序以及热处理工艺,并针对扬子石化芳烃厂EA-115A、EA-103A和EA-107A高温换热器设计了螺栓法兰连接用弹性垫圈,解决了该连接系统的长期泄漏问题。以弹性垫圈的最大回弹量为优化目标,建立了基于连接系统紧密性分析的弹性垫圈优化设计方法,编制了设计计算软件,可满足弹性垫圈的规范化和参数化设计要求。
   在考虑垫片和螺栓蠕变的基础上,将弹性垫圈、螺栓、法兰和垫片作为一个静不定系统,建立了高温下含弹性垫圈连接系统的变形协调方程,完善了紧密性分析方法。研究结果表明,弹性垫圈不仅能够有效补偿因螺栓、垫片蠕变所导致的系统松弛,也能够在一定程度上对法兰的偏转量和螺栓的拉伸量起到补偿作用,从而有效解决高温工况下垫片残余应力下降造成的介质泄漏问题。
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柔性垫圈加工刀具

   柔性垫圈是从纯石墨板打孔或切割而成的,它具有良好的防腐蚀性,耐高/低温,良好的压缩回弹性和高强度性,各种各样的圆型的复杂的几何垫片被广泛用于管道、阀门、泵、压力容器、热交换器、冷凝器、发电机、空气压缩机、排气管、制冷机等。高压或辐射条件下工作,不发生分解,变形或老化,化学性质稳定。柔性石墨的诞生,宣告化工密封领域内古板时代行将结束。
   生产的各种产品需要大量非标准橡胶、毛毡和纸板密封垫。以往采用垫圈内外圆冲模来加工批量零件,由于垫圈规格繁多,需制作大量冲模,极不经济。垫圈内外圆分两次冲制,同心度差。垫圈冲制通常由钳工手工完成,劳动强度大,废品率高。在生产实践中研制了一种垫圈加工刀具,它由立钻提供动力,锥柄装于立钻主轴锥孔中,法兰盘安装在锥柄上,法兰盘上对称的两个长槽内安装两个刀架,分别用于安装加工垫圈内径、外径的割刀,割刀材料是由锯床使用过的废旧高速钢锯条磨制。

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柔性垫圈的新型特点

一、无辐射无污染。
柔性石墨不含对人体有害的成份,而石棉制品却具有辐射人体的危害,并且也会污染环境。

二、耐高温。
柔性石 墨增强复合垫片能耐1650℃的高温,即使化工设备熔化,它仍安然无恙。而石棉制品在500℃时内部的结晶水就要分解出来,使自身粉化,失去功效。

三、适用范围广。
柔性石墨除了强氧化性酸之外,能耐及大多数的化工介质,包括用于放射性化工介质,而石棉制品适应性差,不能用于放射性介质。一些化工塔器、换热器等,要求连接部位不隔热,柔性石墨能做到,石板制品则不能。

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弹性垫圈力学工作的研究

研究工作如下:
(1)对弹性垫圈的材料性能及其压缩回弹性能进行了试验研究,采用有限元方法对弹性垫圈轴向载荷下的力学性能进行了数值模拟,分析了其结构参数和工作温度对载荷变形特性的影响,试验与计算结果十分吻合,研究表明有限元分析可较好地用于研究弹性垫圈的力学行为。

 (2)参照碟簧的载荷变形计算公式,通过对有限元计算数据的拟合,得到了表征弹性垫圈压缩、回弹性能的公式,其计算结果与试验数据较为吻合,为带有弹性垫圈的螺栓法兰连接系统的紧密性分析提供了依据。

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