Пружина Советский патент 1992 года по МПК F16F1/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании и изготовлении конических, параболоидных, призматических и других витых пружин, которые можно использовать в качестве режущих элементов, и других областях машиностроения.

Известна цилиндрическая пружина, витки которой выполнены с одинаковым диаметром. Эта пружина не может быть использована в качестве корпуса режущего инструмента для обработки цилиндрических поверхностей изделий.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является коническая пружина, содержащая витки равномерно уменьшающегося диаметра. Недостатком пружины является неравномерная жесткость витков, приводящая к различной несущей способности в зависимости от диаметра витков.

Цель изобретения - выравнивание несущей способности пружины.

Поставленная цель достигается тем, что в пружине, имеющей витки равномерно изменяющегося диаметра, срезанные в продольном направлении с изменяющейся площадью среза, срезы витков расположены на их наружной поверхности с увеличением их площади среза пропорционально уменьшению диаметра витков.

На чертеже изображена предлагаемая пружина.

Пружина содержит витки 1, 2, 3 равномерно изменяющегося диаметра. Витки 1, 2, 3 по их наружной поверхности срезаны продольными плоскостями 4, а площади среза увеличиваются пропорционально равномерному уменьшению диаметра витков 1,2,3.

Пружина работает следующим образом.

Под действием осевой силы Р происходит равномерное сжатие витков 1, 2, 3 пружины, так как имеют равную жесткость. Равная жесткость витков пружины обеспечивается уменьшением их поперечного сечения за счет выполнения среза с площадью, увеличивающейся пропорцио(Л

С

vi со ы VI ел

СЛ

нально уменьшению диаметра витков. Этим приводится в соответствие отношение площади поперечного сечения среза каждого витка пружины к его диаметру при равной жесткости витков, т.е. к выравниванию несущей способности всех витков 1, 2, 3 пружины. Для расчета поперечного сечения витков задаемся условием

Zi Z2,

где Zi, 7.1 - жесткость соответственно первого и второго витков пружины.

Z

л

D3i

где D - диаметр витков;

i - число витков;

С - жесткость сечения стержня при кручении,

C GIP, где G - модуль упругости;

1р - полярный момент инерции.

Таким образом, жесткость одного витка пружины составит

Л D3

Исходя из условия равенства жесткости двух витков пружины при разных их диаметрах, имеем соотношение

0

5

0

5

0

р1 1р2 D Di

по которому в зависимости от требуемой конфигурации прутка, из которого навита пружина, вычисляем площадь поперечного сечения витков соответствующих диаметров.

Конструкция пружины реализована в режущем инструменте, состоящем из конической пружины, на витках которой установлен режущие элементы, где изменение размера обрабатываемой детали было осуществлено за счет растяжения-сжатия пружины. Данным инструментом обрабатывали проволоку диаметром 6,5 мм с припуском на обработку до 1 мм. Растяжение-сжатие пружины с режущими элементами позволило изменять диаметр обрабатываемой проволоки в пределах 5,5 - 6,5 мм, а также компенсировать износ режущих элементов растяжением пружины.

Формула изобретения Пружина, имеющая витки равномерно изменяющегося диаметра, срезанные в продольном направлении с изменяющейся площадью среза, отличающаяся тем, что, с целью выравнивания ее несущей способности, срезы витков выполнены на их наружной поверхности с увеличением их площади сечения пропорционально уменьшению диаметра витков.

4

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании и изготовлении конических, параболоидных, призматических и других витых пружин, которые можно использовать в качестве элемента режущих инструментов, и в других областях машиностроения. Цель изобретения - выравнивание несущей способности пружины. Для этого срезы витков 1-3 расположены на наружной поверхности пружины с увеличением площади среза 4 пропорционально уменьшению диаметра витков. 1 ил.