一种V型弹簧及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种V型弹簧及其生产方法，涉及密封零件技术领域，解决了现有技术中拉伸弹簧或O型橡胶圈不能满足泛塞密封的特殊要求的技术问题。该V型弹簧包括由两个长侧边均开设有缺口的条状板材沿与自身长度方向平行的中线折弯而成，折弯后条状板材的横截面呈V型并且中部折弯处呈弧形，两长侧边的缺口交错设置，如此，V型弹簧弯曲更容易成环，并且成环后力学受力点分布更加均匀，具有高回弹性，极限压缩量明显增大，弹性范围大，降低了泛塞密封圈的公差。条状板材的材质为Inconel‑718合金或埃尔吉洛伊非磁性合金，能够耐高低温、耐腐蚀特性强并具有良好的抗氧化性，能适应高温密封环境，本发明专利技术用于提高泛塞密封圈的使用性能。

A V-spring and its production method

【技术实现步骤摘要】
一种V型弹簧及其生产方法
本专利技术涉及密封零件
，尤其是涉及一种V型弹簧及其生产方法。
技术介绍
泛塞密封圈是一种U型铁氟龙内装有弹簧的高性能密封件，由适当的弹簧力加上系统流体压力，将密封唇(面)顶出而轻轻压住被密封的金属面以生成非常优异的密封效果。弹簧的致动效应可以克服金属配合面的轻微偏心以及密封唇的磨耗，而持续保有预期的密封性能。铁氟龙一般指聚四氟乙烯，聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，简写为PTFE)，一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料”。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，也是易清洁水管内层的理想涂料。泛塞密封圈广泛运用于泵、阀、模具、机械设备及石油化工等领域。常见的密封圈，大多由普通的拉伸弹簧或O型橡胶圈提供初始密封力及补偿，常用的O型橡胶圈极限压缩量在20％左右，耐温在+200℃，即使是更好的氟橡胶圈也只能做到+300℃以内。拉伸弹簧由横截面为圆形的金属丝绕制而成，首尾相接成圈，其只能提供单向向心的压力。不论拉伸弹簧或O型橡胶圈，其极限压缩量、耐温、耐腐蚀、耐老化等因素均不能满足泛塞密封的特殊要求。因此，如何解决现有技术中拉伸弹簧或O型橡胶圈不能满足泛塞密封的特殊要求的技术问题，已成为本领域人员需要解决的重要技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种V型弹簧及其生产方法，解决了现有技术中拉伸弹簧或O型橡胶圈不能满足泛塞密封的特殊要求的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的V型弹簧，由两长侧边均设置有多个缺口的条状板材沿与自身长度方向平行的中线折弯而成，折弯后仍呈条状，折弯后的所述条状板材横截面呈V型并且中部折弯处呈弧形；位于所述条状板材第一长侧边的所述缺口与位于所述条状板材第二长侧边的所述缺口交错设置，所述条状板材的材质为Inconel-718合金或埃尔吉洛伊非磁性合金。优选地，所述缺口沿所述条状板材宽度方向的延伸长度均大于所述条状板材宽度的一半。优选地，所述缺口底部均为弧面。本专利技术还提供了一种V型弹簧的生产方法，所述V型弹簧为上述的V型弹簧，包括：根据弹簧所需承受的应力大小，选取所述条状板材的厚度值C；根据所述条状板材折弯后的所述第一长侧边和所述第二长侧边的开口距离值A、所述第一长侧边或所述第二长侧边与所述条状板材中部折弯处的距离值B以及所述条状板材的厚度值C，确定所述条状板材折弯前的宽度值K；根据所述条状板材的厚度值C，选取单个所述缺口的宽度值F；根据单个所述缺口宽度值F，选取相邻两个所述缺口之间的距离值E；根据相邻两个所述缺口之间的距离值E与单个所述缺口的宽度值F，确定所述第一长侧边上的所述缺口底部与所述第二长侧边的距离值H1和所述第二长侧边上的所述缺口底部与所述第一长侧边的距离值H2，其中，H1＝H2；根据所述条状板材折弯后的所述第一长侧边和所述第二长侧边的距离值A，确定所述条状板材中部折弯处的弧形的半径值R；根据所述条状板材的厚度值C、所述条状板材折弯前的宽度值K、单个所述缺口的宽度值F、相邻两个所述缺口之间的距离值E、所述第一长侧边上的所述缺口底部与所述第二长侧边的距离值H1、所述第二长侧边上的所述缺口底部与所述第一长侧边的距离值H2和所述条状板材中部折弯处的弧形的半径值R的参数数值绘制图纸，进行加工；抽取加工后的成品为样品，进行压缩实验、耐久实验、疲劳度测试和弹簧性能曲线分析。优选地，所述压缩实验为对弹簧进行加载和卸载，测得每个负载值对应的弹簧的压缩量，绘制弹簧的负载与压缩量之间的关系图，判断弹簧的最大压缩量是否达到40％，以不大于10％能量损耗面为约束条件，测量相应的最大压缩量，选取此最大压缩量为极限压缩量。优选地，所述耐久实验为使弹簧在指定的压缩量下，保持压缩状态至少二十四小时之后，测量弹簧的尺寸并判断弹簧的尺寸值变化是否在0.1毫米之内以及判断弹簧有无明显变形。优选地，所述疲劳度测试为在设定压缩量范围内，对弹簧进行反复的加载和卸载过程，反复次数为1000次，频率为30s一次加载卸载过程，结束后判断弹簧是否失效，失效标准为弹簧无法保持原有状态，或发生断裂；若没有失效，则进行压缩实验，查看弹簧性能是否符合要求。优选地，所述弹簧性能曲线分析包括：根据弹簧加载曲线图，分析弹簧的负载与压缩量是否呈线性关系，查看图形是否出现曲线以及图形的斜率是否突然变大；根据弹簧卸载曲线图，查看图形前段是否出现负载值骤降的情况以及图形后段是否为近似平直的爬行。优选地，还包括：选取在测得极限压缩量后，该极限压缩量下的负载值为极限负载值；选取极限负载值对应的实验数据进行计算，得出能量损耗面的面积值；选取极限压缩量的5％为安全系数。优选地，所述条状板材中部折弯处的横截面的弧形的半径值R小于其中，标准压缩量的取值为40％。本专利技术提供的V型弹簧，由两个长侧边均开设有多个缺口的条状板材沿与自身长度方向平行的中线折弯而成，折弯后仍呈条状，折弯后的条状板材的横截面呈V型并且中部折弯处呈弧形，位于条状板材第一长侧边的缺口与位于条状板材第二长侧边的缺口交错设置，如此设置，当V型弹簧弯折卷起安装入铁氟龙外壳内时，V型弹簧弯曲更容易成环，并且成环后的力学受力点分布更加均匀，相比于拉伸弹簧，V型弹簧具有高回弹性，极限压缩量能够达到或超过40％，极限压缩量明显增大，能够为泛塞密封圈提供更多的补偿力，而且由于V型弹簧的弹性范围大，可以降低泛塞密封圈的公差。条状板材的材质为Inconel-718合金或埃尔吉洛伊非磁性合金，能够耐高低温、耐腐蚀特性强并且具有良好的抗氧化性和优异的热处理性能，能适应高温密封环境，解决了现有技术中拉伸弹簧或O型橡胶圈不能满足泛塞密封的特殊要求的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的条状板材折弯前示意图；图2是本专利技术实施例提供的条状板材折弯后示意图；图3是本专利技术实施例提供的条状板材折弯后的正面视图；图4是本专利技术实施例提供的条状板材折弯后的侧视图；图5是本专利技术实施例提供的条状板材折弯前尺寸参数位置示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种V型弹簧样品尺寸数据表；图7是本专利技术实施例提供的一种V型弹簧样品性能参数表；图8是本专利技术实施例提供的一种V型弹簧样品压缩量为30％时，负载与压缩量关系图；图9是本专利技术实施例提供的一种V型弹簧样品压缩量为35％时，负载与压缩量关系图；图10是本专利技术实施例提供的一种V型弹簧样品压缩量为42％时，负载与压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种V型弹簧，其特征在于，由两长侧边均设置有多个缺口(2)的条状板材(1)沿与自身长度方向平行的中线折弯而成，折弯后仍呈条状，折弯后的所述条状板材(1)横截面呈V型并且中部折弯处呈弧形；位于所述条状板材(1)第一长侧边的所述缺口(2)与位于所述条状板材(1)第二长侧边的所述缺口(2)交错设置，所述条状板材(1)的材质为Inconel-718合金或埃尔吉洛伊非磁性合金。/n

【技术特征摘要】
1.一种V型弹簧，其特征在于，由两长侧边均设置有多个缺口(2)的条状板材(1)沿与自身长度方向平行的中线折弯而成，折弯后仍呈条状，折弯后的所述条状板材(1)横截面呈V型并且中部折弯处呈弧形；位于所述条状板材(1)第一长侧边的所述缺口(2)与位于所述条状板材(1)第二长侧边的所述缺口(2)交错设置，所述条状板材(1)的材质为Inconel-718合金或埃尔吉洛伊非磁性合金。


2.根据权利要求1所述的V型弹簧，其特征在于，所述缺口(2)沿所述条状板材(1)宽度方向的延伸长度均大于所述条状板材(1)宽度的一半。


3.根据权利要求2所述的V型弹簧，其特征在于，所述缺口(2)底部均为弧面。


4.一种V型弹簧的生产方法，其特征在于，所述V型弹簧为如权利要求1-3任一项所述的V型弹簧，包括以下步骤：
根据弹簧所需承受的应力大小，选取所述条状板材(1)的厚度值C；
根据所述条状板材(1)折弯后的所述第一长侧边和所述第二长侧边的开口距离值A、所述第一长侧边或所述第二长侧边与所述条状板材(1)中部折弯处的距离值B以及所述条状板材(1)的厚度值C，确定所述条状板材(1)折弯前的宽度值K；
根据所述条状板材(1)的厚度值C，选取单个所述缺口(2)的宽度值F；
根据单个所述缺口(2)宽度值F，选取相邻两个所述缺口(2)之间的距离值E；
根据相邻两个所述缺口(2)之间的距离值E与单个所述缺口(2)的宽度值F，确定所述第一长侧边上的所述缺口(2)底部与所述第二长侧边的距离值H1和所述第二长侧边上的所述缺口(2)底部与所述第一长侧边的距离值H2，其中，H1＝H2；
根据所述条状板材(1)折弯后的所述第一长侧边和所述第二长侧边的距离值A，确定所述条状板材(1)中部折弯处的弧形的半径值R；
根据所述条状板材(1)的厚度值C、所述条状板材(1)折弯前的宽度值K、单个所述缺口(2)的宽度值F、相邻两个所述缺口(2)之间的距离值E、所述第一长侧边上的所述缺口(2)底部与所述第二长侧边的距离值H1、所述第二长侧边上的所述缺口...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪峰，李玉箫，
申请(专利权)人：北京裕泰行新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11