Пружина Н.А.Панфилова Советский патент 1992 года по МПК F16F1/36 

ел

С

Использование: изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для решения вопросов коррозионной стойкости, веса, шума и вибропоглощения. Сущность изобретения: пружина имеет рабочие витки в виде круглого стержня из композиционного материала со скругленными волокнами. Направление навивки волокон и рабочих витков в одну сторону для сжатия или встречно для растяжения способствует повышению несущей способности пружины. Этому способствует также заключение стержня в оболочку из композиционного волокнистого материала с тангенциальной структурой армирования, навивки волокон в жгут и образование стержня из скругленных между собой жгутов. 2 з.п.ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в том числе химическому, транспортному, энергетическому, а также судостроению, авиации, сельскому хозяйству и другим отраслям, в которых решаются вопросы коррозионной стойкости, веса, шумо- и вибропоглощения.

В технике известны пружины самого различного вида и назначения. Как правило, все они выполнены из металлов, нуждаются в антикоррозионной защите и имеют значительный вес.

В качестве прототипа принято техническое решение в котором пружина, как и данная выполнена из волокнистого материала, пропитанного связующим и состоит из поо- череднонаслоенных одна на другую цилиндрических плетеных оболочек с углом армирования волокна в оболочках стержня, увеличивающимся к его периферии.

Недостатком прототипа является то, что материал в нем нагружен, нерациональным образом, т.к. определяющими при его на- гружении являются напряжения межслой- ного сдвига между слоями стержня, величина которых, например для стеклопластика, не превышает всего 3,0-5,0 МПа.

Целью предлагаемого решения является устранение отмеченного недостатка и существенное увеличение несущей способности пружины.

Согласно изобретения указанная цель достигается тем, что навивка волокон в стержне и рабочих витков в пружине направлены или в одну сторону для сжатия, или встречно для растяжения.

Кроме того, стержень заключен в оболочку из композиционного волокнистого материала с тангенциальной структурой армирования.

VI

О

го о

со

Кроме того, волокна навиты в жгут, а стержень образован из скрученных между собой жгутов.

На чертеже изображен общий вид пружины с частичным разрезом. К верхнему и нижнему основаниям 1 одним из известных способов закреплены концы пружины 2 без возможности разворота стержня вокруг его оси, например с помощью болтового соединения 3. Стержень пружины 2 образован волокнами и армирующего материала, заключенными в материал матрицы, например, полимерное связующее. Волокна в стержне навиты под заданным углом 5 к его оси. При этом направление 6 навивки волокон в стержне и направление 7 навивки стержня в пружине совпадают, если пружина работает на сжатие 8, и противоположны, если она предназначена для работы на растяжение.

В целях уплотнения скрученных волокон в стержне последний имеет наружную оболочку 9 из композиционного волокнистого материала тангенциальной структуры армирования.

Пружину изготавливают, скручивая сначала волокна в стержень, а затем навивая стержень в пружину в том или ином направлении в зависимости от ее назначения.

Пружину можно изготовить навивая сначала волокна в жгут в виде непрерывного кольца, затем складывая его пополам и скручивая в заданном направлении так, чтобы на концах стержня образовались петлеобразные законцовки 10,

При приложении к пружине осевого усилия 8 в стержне пружины 2 под действием пары сил 8 и 11 возникает момент, скручивающий волокна 4 в стержне в том же направлении, в котором они скручены первоначально.

Это позволяет их растягиваться вдоль своей оси и сжиматься в радиальных направлениях поперечного сечения стержня. Формула изобретения

навивка волокон и рабочих витков направлены или в одну сторону для сжатия или встречно для растяжения.

композиционного волокнистого материала стангенциальной структурой армирования.

образован из скрученных между собой жгутов.