Тарельчатая пружина Советский патент 1991 года по МПК F16F1/32 

Фиг.1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тарельчатым пружинам.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности за счет повышения усталостной выносливости упругих элементов при циклических нагрузках.

На фиг. 1 изображена предлагаемая тарельчатая пружина, общий вид; на фиг. 2 - то же, в рабочем состоянии под нагрузкой Р (штрихпунктирными линиями изображена тарельчатая пружина в исходном положении); на фиг. 3 - диаграмма напряжений растяжения-сжатия, возникающих в упругих элементах под нагрузкой Р (диаграмма а показывает напряжения, возникающие в плоской шайбе; диаграмма б - в конической тарелке, диаграмма в - результирующая напряжений в упругом элементе; на фиг. 4 - вариант выполнения поверхности радиальной перегородки.

Тарельчатая пружина содержит набор конусных упругих элементов 1, между которыми размещено опорно-дистанционное кольцо 2 с радиальной перегородкой 3. Конусные упругие элементы 1 имеют по наибольшему диаметру опорный фланец 4, переходящий к центральному отверстию в конические тарелки 5. Опорные поверхности Б радиальной перегородки 3 выполнены криволинейными (тороидными) малой кривизны, сходящимися к отверстию D. Возможно выполнение опорных поверхностей 6 радиальной перегородки 3 в виде сопряженных друг с другом конических поверхно- стей, вписанных в криволинейные (тороидные) поверхности (фиг. 4).

Тарельчатая пружина работает следующим образом.

При нагружении пружины осевой силой Р опорные фланцы 4 упругих элементов 1 упруго деформируются на радиальной перегородке 3 опорно-дистанционного кольца 2, принимая вогнутую форму, пока не выберут зазор между собой, равный высоте радиальной перегородки Н.

При нарастании нагрузки Р и прогибе опорных фланцев 4 точки контакта их с криволинейной тороидной опорной поверхностью 6 радиальной перегородки 3 будут последовательно перемещаться от буртика опорно-дистанционного кольца 2 к отверстию D по концентрическим окружностям, как бы перекатываясь, пока упругие элементы 1 не придут во взаимодействие между собой основаниями конусов.

При прогибе опорных фланцев 4 на участках, прилегающих к наружному диаметру,

возникают напряжения сжатия, а на участках, прилегающих к центральному отверстию, - напряжения растяжения (на фиг. 3. диаграмма а). На конусной части конусных

упругих элементов 1 у основания конусов напряжения растяжения, ноу центрального отверстия (вершина конуса) напряжения сжатия (на фиг. 3 диаграмма б), которые частично или полностью компенсируют напряжения растяжения с центрального отверстия от опорных фланцев 4 (на фиг. 3 результирующая диаграмма в). Происходящий при этом рост напряжений растяжения у оснований конусов упругих элементов 1

будет уже в безопасной зоне этих элементов, вдали от концентраторов напряжений (кромок). Вследствие того, что у концентраторов напряжений (кромок) конусных упругих элементов 1 действуют напряжения

сжатия и нет растягивающих напряжений, усталостная выносливость конусных упругих элементов 1 при циклических нагрузках очень высокая

С нарастанием нагрузки Р и соответственно прогиба конусных упругих элементов 1 линии контакта на опорной поверхности опорных фланцев 4 будут перемещаться к центру и уменьшать плечо изгибающих моментов от нагрузки Р, жесткость пружины

при этом будет расти, так как относительная толщина S/d опорных фланцев 4 будет увеличиваться (S - толщина конусного упругого элемента: d - диаметр контактных окружностей).

Таким образом, предлагаемая тарельчатая пружина обладает повышенной нагрузочной способностью в сочетании с большой осадкой упругих элементов, складывающейся из деформаций опорных фланцев 4 и концов конусных упругих элементов 1.

Формула изобретения

Тарельчатая пружина, содержащая набор конусных упругих элементов с отверстиями по центру и опорно-дистанционные кольца с радиальной перегородкой, установленные по наружным диаметрам упругих элементов, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности, на каждом конусном упругом элементе по наибольшему диаметру выполнен опорный цилиндрический фланец, а опорные поверхности каждой радиальной перегородки описаны в виде сходящейся к центру криволинейной образующей

4

fe

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тарельчатым пружинам. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности за счет повышения усталостной выносливости упругих элементов при циклических нагрузках. Выполнение конусных упругих элементов 1 с опорными фланцами 5 по наибольшему их диаметру и опорных поверхностей радиальных перегородок, описанных в виде сходящейся к центру криволинейной образующей, позволяет уменьшить концентрацию напряжений, т.е. у кромок конусных упругих элементов действуют напряжения сжатия и отсутствуют напряжения растяжения. Это повышает усталостную выносливость конусных упругих элементов при циклических нагрузках и нагрузочную способность 4 ил.

Редактор Т.Парфенова

ФигЛ

Составитель В.Золотовская

Техред М.МоргенталКорректор М.Пожо

0ua.3