Кіріспе
Белвиль шайбасы, сондай-ақ конус тәрізді дискілік серіппе, конустық серіппе, дискілік серіппе, Белвиль серіппесі немесе иінді серіппе деп те аталады, – өзінің осі бойымен статикалық немесе динамикалық түрде жүктемеге түсірілетін конустық қабық. Белвиль шайбасы – шайба пішіндес серіппе түрі. Дәл осы пішін, торық конус, шайбаға оның ерекше серіппелік қасиеттерін береді. "Белвиль" атауы осы серіппенің дизайнын 1867 жылы Францияның Дюнкерк қаласында патенттеген Жюльен Белльвильдің есімімен байланысты. Белвиль шайбасын кімнің ойлап тапқаны белгісіз. Соңғы жылдары дискілік серіппелердің көптеген түрлері жасалған. Бүгінде көбінесе жанасу беттері бар немесе жоқ профильдер қолданылады, ал трапеция тәрізді қимасы бар дискілік серіппелер сияқты кейбір басқа түрлері маңыздылығын жоғалтқан.
A Belleville washer, also known as a coned disc spring, conical spring washer, disc spring, Belleville spring or cupped spring washer, is a conical shell which can be loaded along its axis either statically or dynamically. A Belleville washer is a type of spring shaped like a washer. It is the shape, a cone frustum, that gives the washer its characteristic spring. The "Belleville" name comes from the inventor Julien Belleville who in Dunkerque, France, in 1867 patented a spring design which already contained the principle of the disc spring. The real inventor of Belleville washers is unknown. Through the years, many profiles for disc springs have been developed. Today the most used are the profiles with or without
contact flats, while some other profiles, like disc springs with trapezoidal cross section, have lost importance.
Қою
Бірнеше Беллвилл шайбаларын көпір тұрақтысын (немесе көпір серпімділігін) немесе деформация мөлшерін өзгерту үшін жинап қоюға болады. Бір бағытта жинағанда, көпір тұрақтысы параллель қосылады, нәтижесінде қаттырақ қосылыс (бірдей деформациямен) пайда болады. Кезектестіре жинағанда, бұл қатар қосылған серпімділермен бірдей болып табылады, соның салдарынан көпір тұрақтылығы төмендеп, деформация артады. Бағыттарды араластыру және сәйкестендіру арқылы нақты көпір тұрақтылығы мен деформациялау қабілетін жобалауға болады. Жалпы, егер n дискілі серпімділер жүктемеге қарсы тұрып, параллель (бір бағытта) жиналған болса, бүкіл жинақтың деформациясы бір дискілі серпімдінің деформациясынан n есе кем болады. Сондықтан, бір дискілі серпімдінің бірдей деформациясын алу үшін қолданылатын жүктеме бір дискілі серпімдіге қарағанда n есе артық болуы керек. Екінші жағынан, егер n шайба қатарлап (кезектестіре бағытталған) жиналса, жүктемеге қарсы тұрып, деформация бір шайбаның деформациясынан n есе артық, ал бір дискілі серпімдінің бірдей деформациясын алу үшін бүкіл жинаққа қолданылатын жүктеме бір дискілі серпімдіге қарағанда n есе кем болуы керек.
Орындаушылық мән-жайлар
Параллельді тізбекте пружиналар арасындағы үйкелістен гистерезис (жүктеме шығыны) пайда болады. Гистерезистік шығындар кейбір жүйелерде қосымша демпферлеу мен діріл энергиясын тарату арқасында тиімді болуы мүмкін. Үйкелістен туындаған осы шығындарды гистерезис әдістерін қолдану арқылы есептеуге болады. Идеалды жағдайда, параллель тізбекке 4-тен аспайтын пружина орналастырылуы керек. Егер үлкен жүктеме қажет болса, үйкелістен болатын жүктеме жоғалуын өтеу үшін қауіпсіздік коэффициентін арттыру қажет. Үйкеліс шығыны сериялы тізбектерде үлкен мәселе емес. Сериялы тізбекте бұрылыс пружиналар санына пропорционалды бұрылыс болмайды. Бұл пружиналар толығымен сығылған кезде түбіне тию әсерінен туындайды, себебі пружина 95%-дан артық бұрылғанда жанасқан бетінің ауданы артады. Бұл серпімділік моментін азайтады және пружина қарсылық күшін арттырады. Гистерезис сериялы тізбекте күтілетін бұрылыстарды есептеу үшін қолданылуы мүмкін. Сериялы тізбекте қолданылатын пружиналардың саны параллель тізбектердегідей маңызды емес, тіпті тізбектің биіктігі диск пружинасының сыртқы диаметрінен үш еседен аспауы керек. Егер ұзын тізбектен аулақ болу мүмкін болмаса, оны 2 немесе, мүмкін, 3 бөлікке бөліп, тиісті шайбалармен жабдыру керек. Бұл шайбалар мүмкіндігінше дәл бағытталуы керек. Бұрын айтқанымыздай, Белльвиль шайбалары реттеу үшін пайдалы, өйткені әртүрлі қалыңдықтарды ауыстыруға болады және оларды пружина қатаңдығын іс жүзінде шексіз реттеуге мүмкіндік беретіндей етіп конфигурациялауға болады, бұл рет техниканың құралдық жиынтығының кішкентай бөлігін ғана алады. Олар қатты биіктікке жеткенше минималды бос ұзындығы мен сығылуы бар жағдайларда үлкен пружина күші қажет болғанда өте қолайлы. Бірақ кемшілігі - салмағы, және бос ұзындығы мәселе болмағанда, олар дәстүрлі спиральді пружинамен салыстырғанда өте шектеулі қозғалысқа ие. Толқынды шайба да пружина ретінде әрекет етеді, бірақ салыстырмалы өлшемдегі толқынды шайбалар Белльвиль шайбаларына қарағанда аз күш шығарады және оларды сериялы түрде жинауға болмайды.