Способ закрепления винтовой цилиндрической пружины в отверстии Советский патент 1990 года по МПК F16F1/04 

Изобретение относится к машиностроению.

Цель изобретения - повышение надежности за счет осуществления фиксации пружины в отверстии равномерно распределеннбй силой упругости опорного литка.

Способ закрепления винтовой цилиндрической пружины в отверстии заключается в том, что перед установкой пружины в гнездо один из крайних нерабочих витков выполняют кольцевой формы с диаметром, большим диаметра гнезда . Затем этот виток деформируют в плоскости, перпендикулярной оси пружины, до величины, меньшей диаметра отверстия D0, но с большей диаметра рабочих витков пружины Пр. После этого деформированный виток пружины вводят в отверстие и осевым усилием проталкивают пружину до соприкосновения с дном отверстия.

Упругая сила Р развиваемая деформированным опорным витком, передается на стенки отверстия. Возникающая при этом сила трения опорного витка о стенку отверстия удерживает пружину от выпадания под действием собственной силы тяжести Г,п , что достигается, если;

Р Vflp i т р П

где fT - коэффициент трения материала пружины о стенку отверстия .

ел

оэ

1

оо

Обычно пружины изготавливают из стальной проволоки. При установке в стальную плиту коэффициент трения frf при наличии смазки может составлять 0,01, а при ее отсутствии - 0,3. Поэтому для удержания пружины в отверстии сила упругости, развиваемая опорным витком, может колебаться в достаточно широких пределах, т.е. превышать вес пружины в 3 - 100 раз.

Силу упругости устанавливают подбором диаметра опорного витка пружины. При рассмотрении его как плоского разрезного кольца, нагруженного по контуру равномерно распределенной нагрузкой, силу упругости можно вычислить, исходя из следующего выражения:

16EI4S

3()J

где - наружный диаметр деформированного опорного витка; d - средний диаметр сечения деформированного опорного1 витка Е - модуль упругости материала

пружиныi

I - момент инерции сечения формированного опорного витка;

S(DH.-Dr) - перемещение конца деформированного опорного витка;

D# - диаметр отверстия. Если крайний виток не шлифуется, средний диаметр его сечения совпадает с диаметром проволоки.

Из указанных выражений выводится соотношение для определения наружного диаметра опорного витка

Dj,-Do ii2Gji (DHb-d)3

где d - диаметр, поперечного сечения пружины-,

D0 - диаметр отверстия-, GD - вес Е - заданный модуль упругости материалаj

0

5

0

5

0

5

0

frp заданный коэффициент трения между опорным витком и конг туром отверстия.

Выполнение опорного витка кольцевой формы позволяет фиксировать пружину в отверстии упругой силой опорного витка, равномерно распределенной по всему контуру отверстия. Равномерное распределение упругой силы Ру по всему контуру отверстия, а также определение наружного диаметра опорного витка по приведенному соотношению позволяет далее надежно фиксировать пружину в глухом отверстии, одновременно исключая ее опрокидывание при приложенной нагрузке, а также увеличить износостойкость пружины за счет исключения возможности контактирования рабочих витков пружины со стенками отверстия.

Формула изобретения

Способ закрепления винтовой цилиндрической пружины в отверстии, заключающийся в том, что опорный виток пружины изготавливают диаметром,-большим диаметра рабочих витков пружины и диаметра отверстия, вводят пружину в отверстие при предварительном деформировании опорного витка до величины, меньшей диаметра отверстия, и фиксируют пружину в последнем за счет силы упругости опорного витка, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, опорный виток выполняют кольцевой формы с наружным диаметром, выбранным из соотношения

1А.

нв

5 где DH

о d

Gn

0

2j/nD «

(D,-d)3 EcHf

Т

ГР

наружный диаметр опорного витка пружины, диаметр отверстия; диаметр поперечного сечения пружины; вес пружины;

заданный модуль упругости материала пружиньц заданный коэффициент трения между опорным витком и контуром отверстия.

Изобретение относится к машиностроению. Целью изобретения является повышение надежности за счет осуществления фиксации пружины в отверстии равномерно распределенной силой упругости опорного витка. Это достигается за счет выполнения опорного витка кольцевой формы с наружным диаметром, определяемым из соотношения D_нв-D_о/D_нв-D)³≥1,2G_N/ED⁴F_тр, где D_нв - наружный диаметр опорного витка пружины

D_о диаметр отверстия

D - диаметр поперечного сечения пружины

G_п - вес пружины

E - заданный модуль упругости материала пружины

F_тр - заданный коэффициент трения между опорным витком и контуром отверстия. Наряду с повышением надежности фиксации пружины в глухом отверстии одновременно исключается возможность ее опрокидывания при приложенной нагрузке, исключается контакт витков пружины со стенками отверстия и повышается износостойкость пружины.