CN204327828U - 应用于微型涡喷发动机高速旋转轴上的耐疲劳波形弹簧 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于微型涡喷发动机高速旋转轴上的耐疲劳波形弹簧，它包括环状弹性金属元件，所述环状弹性金属元件的材料为0Cr12Mn5Ni4Mo3Al沉淀硬化不锈钢，所述环状弹性金属元件沿圆周均布三个波峰与波谷，波形弹簧外径为Φ25.6mm，内径为Φ19mm，厚度为0.3mm，硬度为HRC44～46，波形弹簧自由高度为1.7mm。其结构简单合理，强度高，受力均匀，安装方便，稳定性强，不易变形，使用寿命长，受力时不易产生噪声。

Description

应用于微型涡喷发动机高速旋转轴上的耐疲劳波形弹簧

技术领域

本实用新型专利涉及一种耐疲劳的金属波形弹簧结构，具体涉及一种应用于微型涡喷发动机高速旋转轴上的耐疲劳波形弹簧。

背景技术

目前市面上弹簧形式多种多样，但用于微型涡喷发动机90000r/min以上高速旋转轴上、数百度高温热端部件的波形弹簧结构还没有，它的特点是很小的变形即能承受较大的载荷。在选材和热处理方面有很高的要求，而且结构简单，可靠性高，可反复使用的高温弹性结构，这对微型涡喷发动机高速旋转轴缓冲和减振、降低产品成本、提高产品可靠性和维修性有着非常重要意义。

传统的波形弹簧形状为多个正弦波形,成形工艺为先进行冷压预成形,再通过时效热处理,最后完成全部的成形工艺。预压成形时,由于该材料有较高的弹性,冷压时回弹量很大,因此,采用成形高度可调的成形模来进行,即冷压时其波峰与波谷的高度差比理论计算的值要大,差值大小根据实验情况来定,最后的波形通过时效热处理来保证。由此可以知道,由于诸多不确定因素其波形具有不确定性。采用这种成形工艺加工得到的成品,安装在40kgf微型涡喷发动机上后,发现波形弹簧无法压平,最大间隙与技术要求的间隙相差很大,导致波形弹簧不能正常使用。造成这种情况的原因是预成形时,弹簧发生了不必要的塑性变形,而此塑性变形在其后的时效处理工序中又无法予以完全消除。因此,波形与理论波形有差异,不能满足技术要求,也就无法正常使用。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种应用于微型涡喷发动机高速旋转轴上的耐疲劳波形弹簧，用于解决波形弹簧在高速旋转和数百度高温热端部件工作环境下容易变形和受力不均的技术问题。

考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案：

一种应用于微型涡喷发动机高速旋转轴上的耐疲劳波形弹簧，它包括环状弹性金属元件，所述环状弹性金属元件的材料为0Cr12Mn5Ni4Mo3Al沉淀硬化不锈钢，所述环状弹性金属元件沿圆周均布三个波峰与波谷，环状弹性金属元件外径为Φ25.6mm、内径为Φ19mm、厚度为0.3mm、硬度为HRC44～46，环状弹性金属元件自由高度为1.7mm，当加荷试验压缩到0.7mm时，最大弹力值为60N。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是：

本实用新型的一种应用于微型涡喷发动机高速旋转轴上的耐疲劳波形弹簧，结构简单合理，强度高，受力均匀，安装方便，稳定性强，不易变形，使用寿命长，受力时不易产生噪声。

附图说明

为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的耐疲劳波形弹簧结构正面示意图。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的耐疲劳波形弹簧结构侧面示意图。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的耐疲劳波形弹簧在发动机旋转轴上的装配示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1－环状弹性金属元件。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1和图2所示，一种应用于微型涡喷发动机高速旋转轴上的耐疲劳波形弹簧，它包括环状弹性金属元件1，所述环状弹性金属元件1的材料为0Cr12Mn5Ni4Mo3Al沉淀硬化不锈钢，所述环状弹性金属元件1沿圆周均布三个波峰与波谷，峰谷之间为60°，波形弹簧外径为Φ25.6mm，内径为Φ19mm，厚度为0.3mm，硬度为HRC44～46，波形弹簧自由高度为1.7mm，当加荷试验压缩到0.7mm时，最大弹力值为60N。在整机装配中可通过调整垫片数量进行调整来达到。

由波形弹簧的工作状态可知,波形弹簧既受弯应力又受扭应力,且载荷性质为循环冲击载荷及振动。常见失效形式有弹性丧失和疲劳断裂，故要求有高的弹性极限、屈强比和高的疲劳强度,材料为沉淀硬化不锈钢(0Cr12Mn5Ni4Mo3Al),硬度和弹性极限很高。因此，在制定成形工艺时,要充分考虑波形弹簧的这些使用要求、技术要求及材料性能,另外还必须考虑工艺的可实现性及生产成本,只有综合考虑多方面的因素才能制定出完善的波形弹簧成形工艺,满足技术要求及使用要求。

本实用新型的特定结构的弹性金属波形弹簧，其轴向尺寸小，刚度大，结构紧凑，安装方便，自振频率高。产品通过用于40kgf微型涡喷发动机高速旋转轴向安装方式，使波形弹簧贴紧轴承端面，在高温、轴向空间很小的条件下起到应有的预紧作用。同时对发动机高速旋转轴起到缓冲和减振的作用，使40kgf微型涡喷发动机性能满足要求。

本实用新型的波形弹簧自由高度很小、而且耐高温、耐疲劳、冲击韧性好、较高的弹性极限、制造难度小，通过用于40kgf微型涡喷发动机高速旋转轴向安装方式，使波形弹簧贴紧轴承端面，在高温、轴向空间很小的条件下起到应有的预紧作用，同时对发动机高速旋转轴起到缓冲和减振的作用，使40kgf微型涡喷发动机装在某飞行器带飞成功，技术性能满足要求。其与现有波形弹簧结构相比，具有耐高温、转速高、强度高、可靠性高、受力均匀、成本低等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进 行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (1)

1.一种应用于微型涡喷发动机高速旋转轴上的耐疲劳波形弹簧，其特征在于它包括环状弹性金属元件(1)，所述环状弹性金属元件(1)的材料为0Cr12Mn5Ni4Mo3Al沉淀硬化不锈钢，所述环状弹性金属元件(1)沿圆周均布三个波峰与波谷，环状弹性金属元件(1)外径为Φ25.6mm、内径为Φ19mm、厚度为0.3mm、硬度为HRC44～46，环状弹性金属元件(1)自由高度为1.7mm，当加荷试验压缩到0.7mm时，最大弹力值为60N。