Тарельчатые пружины из .рессорно-пружинной стали работают при температуре от минус 60 до плюс 120°С. Стандарт не распространяется на пружины, предназначенные для работы в агрессивных или иных средах, когда необходимо применять специальные материалы.
   Основные параметры и размеры. По виду нагружения тарельчатые пружины подразделяют на классы, указанные в табл. 31.
   По исполнению пружины подразделяют на типы: 1 - пружины с наклонными кромками; 2 - пружины с наклонными кромками и опорными плоскостями при толщине пружин более 1 мм; 3 - пружины с параллельными кромками по наружному и внутреннему диаметру; 4 - пружины с параллельными кромками по наружному и внутреннему диаметру и опорными плоскостями при толщине пружин более 1,0 мм.
   Пружины типов 3 и 4 изготовляют только по согласованию с изготовителем.

   По точности на контролируемые силы или деформации пружины подразделяют на группы:
       1 - пружины с предельными отклонениями сил или деформаций ±5%. Пружины первой группы точности изготовляют толщиной более 3 мм;
       2 - пружины с предельными отклонениями сил или деформаций ±10%, Пружины второй группы точности изготовляют толщиной более 1 мм;
       3 - пружины с предельными отклонениями сил или деформаций ± 20%. Пружины этой группы изготовляют любой толщины.
   Основные параметры и размеры пружин приведены в табл. 32, 33.
   Критерий отказа пружины - разрушение. Критерий предельного состояния - возникновение остаточной деформации более 10%.
Пример обозначения тарельчатой пружины класса 1, типа 1, второй группы точности с размерами D = 50 мм, D1 = 20 мм, s=1,8 мм fз =1,4 мм с покрытием Хим. Оке. прм. по ГОСТ 9.306-85.
       Пружина тарельчатая 1-1-2-50 х  20 х 1,8 х 1,4 Хим. Оке. прм. ГОСТ 3057-90

   Примечания: 1. ГОСТ 3057-90 предусматривает также пружины типов 1 и 3 силой F₃, от 132 до 800 Н (номера пружин 001-036) и от 5600 до
710000 Н (номера пружин 087-274).
                       2. Характеристика "сила-деформация" линейна при отношении s₃/ t < 0,6 , нелинейна при s₃/ t³ 0,6
                       3. Номер пружины является составной частью кода ОКП для конкретного типоразмера.

   Примечания: 1. ГОСТ 3057-90 предусматривает также пружины типов 2 и 4 силой F₃,от 6300 до 750000 Н (номера пружин 342-529).
                       2. Характеристика "сила-деформация" линейна при отношении , s₃/ t  < 0,6 , нелинейна при  s₃/ t³   0,6.
                       3. Номер пружины является составной частью кода ОКП для конкретного типоразмера.
                       4. Номинальная ширина опорной плоскости b_ном = 0,5b_mах , где b_mах определяют по табл. 34.
   То же, без покрытия при максимальной рабочей температуре 100 С:
            Пружина тарельчатая 1-1-2-50х х20х1,8х1,4 - 100 °С ГОСТ 3057-90
   Технические требования. Пружины должны изготовлять из стали марки 60С2А по ГОСТ 14959-79.
   По согласованию между потребителем и изготовителем допускается изготовление пружин из сталей марок 60С2, 51ХФА, 60С2ХА, 60С2Н2А, 65С2ВА, 70С2ХА по ГОСТ 14959-79.
   Твердость материала готовых пружин должна соответствовать 46 ... 52 НRС или 420 ... 512НВ.
   На поверхности пружин не допускаются трещины, раковины, расслоения, ржавчина, следы разъедания, электроожоги.
   Параметр шероховатости механически обработанных поверхностей Ra < 6,3 мкм.
   Параметр шероховатости поверхностей А и Б для пружин 3-й группы точности Ra  < 25 мкм.
   Ширина опорных плоскостей пружин приведена в табл. 34.
   Указания по применению. Пружины класса II, длительно пребывающие в деформированном состоянии и периодически нагружаемые, обеспечивают неограниченную стойкость при остаточных деформациях не более 10 % максимальной деформации.
   Величина одностороннего зазора между направляющим стержнем и внутренним диаметром пружин при сборке их в пакеты должна составлять 2-3 % минимального внутреннего диаметра пружин типов 1 и 2 или 3-4% минимального внутреннего диаметра пружин типов 3 и 4. Под односторонним зазором подразумевают разность между размерами диаметров направляющего стержня и минимального внутреннего диаметра пружины.

                                                *Определяют в зависимости от наружного диаметра.
                                                **Определяют в зависимости от внутреннего диаметра.

   Направляющий стержень рекомендуется применять с параметром Шероховатости поверхности Ra  < 2,5 мкм и с твердостью поверхности не менее 56 НRС.
   Для снижения влияния трения на кинематико-силовые характеристики пружин, работающих в пакете, рекомендуется применение рабочеконсервированных смазок типа ЛИ-ТОЛ-24, МС-70 или твердосмазочных антифрикционных покрытий.
   Рекомендации по проектированию комплектов тарельчатых пружин. 
           1. Тарельчатые пружины применяют в изделиях по одной или в пакетах. Схема сборки пружин в пакеты , а также изменение характеристики "сила - деформация" в зависимости от схемы сборки пружин показаны в табл. 35.
           Используя различные схемы сборки пружин в пакеты, можно, не увеличивая номенклатуры пружин, менять характеристику "сила-деформация".
           2. Параметры пакета пружин в табл. 35 обозначены:F_пз - сила при максимальной
деформации пакета; п - число пружин при последовательной сборке; п1 - число пружин при параллельной сборке; К - коэффициент, учитывающий сухое трение при параллельной сборке ( К = 1,06 при двухпараллельной, К = 1,09 при трехпараллельной, К = 1,12 при четырехпараллельной сборке); Sпз -максимальная деформация пакета пружин; L0 - высота пакета в свободном состоянии;  ΔL0 - допускаемое отклонение на свободную высоту пакета.
           3. При цилиническом нагружении следует отдавать предпочтение последовательной сборке, так как влияние контактной и фрикционной коррозии при параллельной сборке снижает циклическую стойкость пружин.
           4. При использовании в пакете пружин различной толщины необходимо учитывать возможность перенапряжения пружин, первыми вступающих в работу. Для предотвращения перенапряжения отдельных пружин применяют промежуточные упоры, ограничивающие их деформацию.
           5. Число пружин в пакете для обеспечения их равномерной деформации рекомендуется подбирать таким образом, чтобы высота пакета в свободном состоянии не превышала 3,0D₁
          Вид характеристики - "сила деформация" определяется отношением s₃/ t ( (рис. 9).
          При отношении s₃/ t < 0,6 зависимость "сила - деформация" практически линейна.
          При отношении s₃/ t ³ 0,6 зависимость "сила - деформация" нелинейна.

ТАРЕЛЬЧАТЫЕ ПРУЖИНЫ
Пред. Главная
ТАРЕЛЬЧАТЫЕ ПРУЖИНЫ (по ГОСТ 3057-90)

   В случае выполнения пружин с опорными плоскостями (тип 2 или 4) в формуле для расчета сил учитываются опорные наружный и внутренний диаметры, т. е. наружный диаметр уменьшается на 1Ъ, а внутренний диаметр увеличивается на ту же величину. При выборе коэффициентов по табл. 37 исходят из  отношения  А =D1 -2Ь , где b - ширина опорной плоскости.
                                                     D2 + 2Ь

   Для пружин из сталей, приведенных на с. 00, допустимые напряжения при максимальной деформации составляют [σ_I]₃=2940МПа,  [σ_II(σ_III)]₃=1760МПа.
   Расчетные величины напряжений в табл. 32 и 33 не превышают 10 % номинальных значений.
   Характер изменения жесткости зависит от отношения s₃/ t  и соответствует характеру изменения силы.
   При циклическом нагружении средством регулирования выносливости служит изменение разности между напряжением растяжения при максимальной деформации и напряжением при рабочей деформации. Возрастание разности обусловливает увеличение выносливости и стойкости пружин при одновременном возрастании размеров узлов.
  Уменьшение разности сопровождается обратным изменением служебных свойств и размеров пространств в механизмах для размещения пружин. При этом необходимо предусматривать пакеты запасных пружин.
   Пример выбора пружин класса II. Исходными величинами для определения размеров пружин являются силы F₁ и F₂, величины предварительной S_п1 и рабочей S_п2  деформаций или рабочий ход S_п2 — S_п1 пакета, режим нагружения, выносливость в циклах. Ориентировочно задаются габариты пружинного узла.
   По условию максимально допустимой рабочей деформации s = 0,8sз определяется сила, соответствующая максимальной деформации, Fз = F2/0,8

   В табл. 32 и 33 отыскивают силу, близкую к найденному значению F₃ и выбирают размеры геометрических параметров, наиболее удовлетворяющих заданным условиям.
   По силам  F₁ и F₂ из табл. 32 и 33 определяют деформации s₁ и s₂, при этом s₂ не должно превышать величину 0,8sз .
   По найденным величинам s₁ и s₂ и по заданным S_п1 и S_п2 определяют число пружин в пакете:S_{п2 /}s₂₌S_п1/s₁₌S_п2 - S_п1/s₁- s₂
   По известным геометрическим параметрам соответственно найденному числу пружин в пакете определяют свободную высоту пакета пружин при последовательной сборке L0 = l0n (см- табл. 35), а также высоту при рабочей и предварительной деформации L₁ =L₀ - S_п1; L₂ = L₀ - S_п2 
   Высота пакета пружин при максимальной деформации L₃ = tп . Расчет на этом заканчивается.
   Проверочных расчетов не требуется, так как сортамент пружин в табл. 32 и 33 рассчитан в соответствии с максимально допустимыми напряжениями.
   Пример выбора пружин класса I. Исходные величины такие же, как для пружин класса II.
   Из условия максимально допустимой рабочей деформации s_2=0.6s3, определяем примерно силу при максимальной деформации F3=F2/0,6. По найденному значению силы F₂ в табл. 32 и 33 находим пружину, геометрические параметры которой наиболее удовлетворяют заданным условиям.
   Из табл. 32 и 33 определяют величины s₁ и s₂ соответственно заданным величинам сил F₁ и F_2.
   Число пружин в пакете и габариты пакета определяются, как для пружин класса II, согласно табл. 35.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТАРЕЛЬЧАТЫХ ПРУЖИН 
36. Формулы для расчета

Сила пружины при рабочей деформации F, Н
Сила пружины при максимальной деформации F3, Н
Напряжение сжатия в кромке I (рис. 7) σI, МПа (Напряжение сжатия в кромке I является определяющим для пружин статического нагружения)
Напряжение растяжения в кромке II σII , МПа (Напряжения растяжения в кромках II и  III являются определяющими при циклическом нагружении)
Напряжение растяжения в кромке III  σIII, МПа (При расчете определяют максимальные напряжения [σII ]3 или [σIII]3 в зависимости от отношения параметровD1/D2 и S3/t (рис.8)
Модуль упругости Е, МПа	E = 2,06·105
Предварительная деформация пружины S1, мм	s1 = (0,2 ... 0,4)s3
Рабочая деформация пружины S2, мм	S2 = (0,3 ... 0,6) S3 - для пружин I класса; S2 = (0,6 ... 0,8) S3 - Для пружин II класса
Максимальная деформация пружины S3, мм	Выбирают по табл. 32 и 33
Толщина пружины t, мм
Наружный D1 и внутренний D2 диаметр пружины
Коэффициент Пуассона µ	µ= 0,3 (для сталей)
Ширина опорной плоскости Ь, мм	Выбирают по табл. 34.  Номинальная ширина опорной плоскости bном =0.5bmах
Расчетные коэффициенты: Y C1 C2 A (Коэффициенты Y, С1 , С2 допускается определять по табл. 37)
Жесткость пружины с, Н/мм
Масса пружины m, кг

37. Значение коэффициентов У, С^, С^ в зависимости от отношения А = •

                Дополнительные источники
   Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения из специальных сталей и сплавов, ГОСТ Р50753-95.
   Пружины винтовые цилиндрические сжатия I класса, разряда 4 из стали круглого сечения. Основные параметры витков: ГОСТ 13769-86.
   Пружины винтовые цилиндрические сжатия II класса, разряда 4 из стали круглого сечения. Основные параметры витков: ГОСТ 13773-86.
   Пружины винтовые цилиндрические сжатия III класса, разряда 3 из стали круглого сечения. Основные параметры витков: ГОСТ 13776-86.