СПИРАЛЬНАЯ ЛЕНТОЧНАЯ ПРУЖИНА И.Г.МУХИНА Российский патент 1995 года по МПК F16F1/06 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в военной технике.

Известная спиральная ленточная пружина выполнена с боковыми по краям ленты утолщениям, благодаря чему обеспечивается контактирование соседствующих витков по краям [1].

Известна спиральная ленточная пружина, выполненная с одним продольным с изменяющейся по длине кривизной желобом, благодаря чему обеспечивается контактирование соседствующих витков только по краям [2].

Известные спиральные ленточные пружины имеют каждая один долевой по ширине ленты желоб различной геометрии, что влечет необходимость иметь сложные и большого ассортимента по ширине валки, и к тому же и сравнительно со сложной технологичностью.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных характеристик.

Это достигается тем, что спиральная ленточная пружина выполнена с гофрами, равномерно расположенными по ширине ленты в продольном направлении, а их геометрические параметры связаны между собой следующими соотношениями:
a=1+2
H_min=4 +δ
H_max = + H_min/2 где а - глубина гофра;
R - радиус гофра и его сопряжение с лентой;
t - толщина ленты;
Δ - зазор между соседними витками;
Н - шаг между соседними витками;
R_доп - допустимое напряжение на растяжение;
δ - допуск на шаг гофров;
Е - модуль Юнга.

В предлагаемой спиральной ленточной пружине долевые гофры выполнены равномерно по ширине ленты с однотипным шагом, но при этом количество гофр в основном зависит от ширины ленты, а в прототипе ленточная пружина выполнена только с одним долевым гофром по ширине ленты, причем диапазон размеров ленты по ширине сравнительно малый, так как ширина зависит от геометрии долевого гофра с изменяющейся кривизной.

На фиг.1 изображена схема спиральной ленточной пружины в спущенном состоянии; на фиг.2 - та же пружина в заведенном состоянии; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - профиль ленты спиральной пружины; на фиг.5 - графоаналитическая схема соседствующих гофров спиральной пружины.

Спиральная ленточная пружина 1 установлена в барабане 2 и закреплена одним концом с валиком 3 и другим - на боковой стенке барабана. Спиральная пружина содержит витки, на поверхности ленты которых равномерно расположены по всей ее ширине долевые гофры 4.

Геометрические параметры каждого гофра связаны соотношением
a=1+2 где а - глубина гофра;
Δ - межвитковый зазор;
R - радиусы гофр и его сопряжения с лентой;
t - толщина ленты.

Шаги между долевыми гофрами в ленте в зависимости от геометрических величин гофр связаны указанным соотношением.

Без величины δ геометрия поперечного сечения гофр будет нарушена (исказится), так как при нормальной величине шага рядности геометрия профиля (поперечного сечения) пружины не искажается: сохраняются точки сопряжения радиусов R (фиг.5). При уменьшении номинальной величины шага рядности на отрицательную величину δ произойдет искажение геометрии профиля пружины (отсутствуют точки сопряжения радиусов R).

От края ленты начальный гофр располагается на размере, равном половине шага рядности, т.е. H_min/2.

Выражение для Н_max определяется из условия рассмотрения участка ленты, контактирующего по линиям, изображенным на фиг.5 точками Б и К (на размере l_max)/ для H_min соответственно в точках Б и И на размере l_min. В этом случае участок ленты l_max необходимо рассматривать как балку, опертую на двух опорах и допущении сосредоточенной посредине силы Р, при этом прогиб участка ленты l_max определится из выражения f = , если принять прогиб ленты f, равный межвитковому зазору (очередное допущение).

После подстановок получают
H_min= + H_min/2
Решая приведенные зависимости а, Е_min и H_max относительно исходных данных t, R = 3t и Δ=0,1t получают значения этих величин:
а = 0,64t; H_min = 6t и H_max = 6,6t.

Работает спиральная ленточная пружина следующим образом.

При спуске спиральной пружины происходит скольжение витков по линиям контактирования гофр из положения, изображенного на фиг.2, в положение в конце спуска, изображенного на фиг.1.

Спиральная ленточная пружина обеспечивает повышенные эксплуатационные характеристики за счет равномерного расположения по ширине ленты однотипных гофр путем равномерного по ширине ленты контактирования гофрами между витками ленты, что ведет к меньшим приложенным моментам для заводки пружины и большим отданным от пружины момента при раскрутке ее.

Использование: в машиностроении и в военной технике. Сущность изобретения: спиральная ленточная пружина, содержащая контактирующие между собой по линиям витка с гофрами, равномерно расположенными по ширине ленты в продольном направлении, а их геометрические параметры связаны между собой приведенными в ф-ле соотношениями. 5 ил.

СПИРАЛЬНАЯ ЛЕНТОЧНАЯ ПРУЖИНА И Г МУХИНА.

Спиральная ленточная пружина, содержащая контактирующие между собой по линиям витки с гофрами, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик, гофры расположены равномерно по ширине ленты в продольном направлении, а их геометрические параметры связаны между собой следующими соотношениями:



где a - глубина гофра;
R - радиус гофра и его сопряжение с лентой;
t - толщина ленты;
Δ - зазор между соседними витками;
H - шаг между соседними витками;
R_доп - допустимое напряжение на растяжение;
d - допуск на шаг гофр;
E - модуль Юнга.