Спиральная фасонная пружина Советский патент 1992 года по МПК F16F1/00 

СО

С

Использование в рессорном подвешивании транспортных ма,иин. Сущность изобретения: пружина сжатия фасонная содержит рабочие витки с расположенными одним над другим переходными участками с двумя противоположными выпуклостями, опорные витки длиной не менее трех четвертей длины прилегающих рабочих витков, имеющих увеличивающийся угол подьема. Оси переходных участков расположены на поверхности вращения, образованной осями витков с началом и концом, соответствующих концам опорных витков. Радиус выпуклостей переходного участка рабочего витка пропорционален среднему радиусу кривизны этого же витка в точках их сопряжения. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности, в рессорном подвешивании транспортных машин.

Известна спиральная коническая пружина, примененная в рессорном подвешивании железнодорожного вагона. Особенностью пружины является то, что наружный диаметр каждого предыдущего витка не меньше внутреннего диаметра последующего витка, а опорные витки имеют длину не менее 2/3 длины прилегающего рабочего витка. Линейное прилегание опорных витков к соответствующим рабочим достигается тем, что концы заготовки должны быть оттянуты по длине и имеют плавный переход от круглого к прямоугольному сечению.

Недостатками конструкции пружины является сложная технология изготовления и пониженное качество вследствие необходимости оттяжки концов опорных витков.

Известна цилиндрическая винтовая пружина, содержащая рабочие и опорные витки длиной, равной или больше трех четвертей длины рабочего витка. При этом каждый рабочий виток o6pa3OBah двумя выпуклыми участками и переходным участком с противоположными выпуклостями одного радиуса для сопряжения с двумя выпуклыми участками в точках, расположенных на образующей условного цилиндра с диаметром, равным среднему диаметру пру жины, и проходящих через начало и конец опорного витка, ось переходного участка расположена на том же цилиндрр а угол подъема одного из выпуклых участков крайнего рабочего витка увеличивается Е пределах разворота в проекции пружины в плане от 0° до 270° в направлении навивки. Этим достигается увеличение устойчивости и повышение надежности пружины. 2

Недостатком известной пружины является то, что для увеличения статического

vj

vj О О

СА 00

Прогиба нужно значительно увеличить ее высоту, что отрицательно сказывается на устойчивости при осевом нагружении и вызывает неравномерное нагружение витков. Несущая способность пружины снижается.

Цель изобретения - увеличение несущей способности пружины.

Поставленная цель достигается тем, что пружина спиральна .фасонная, содержащая рабочие витки с расположенными один над другим переходными уФартками с двумя противоположными 1 Йтуклостями, опорные витки с длиной не менее трех четвертей длины прилегающих рабочих витков, имеющих увеличивающийся угол подъема в пределах их разворота в проекции пружины по ее оси от 0 до 270° в направлении навивки, оси переходных участков расположены на поверхности вращения, образованной осями витков с началом и концом, соответствующих концам опорных витков, и наружный и внутренний диаметры каждого витка соответственно больше и меньше наружного диаметра прилегающих витков, согласно изобретению, имеет радиус выпуклостей переходного участка рабочего витка, пропорциональный среднему радиусу кривизны этого же витка в точках их сопряжений.

На фиг. 1 изображена пружина, общий вид; на фиг. 2 - пружина, сжатая до соприкосновения витков.

Пружина, например комическая, содержит рабочие 1 и опорные 2 и 3 витки. Поверхность вращения, на которой расположена основная спираль витков, отстоящая от вертикальной оси конуса на величину среднего радиуса, в том числе концы 4 и 5 опорных витков 2 и 3, представляет собой боковую поверхность условного усеченного конуса, меньшее основание которого проходит через меньший опорный виток 2 со средним диаметром Осрм, а большее основание - через больший опорный виток 3 со средним диаметром - 0Срб. Опорные витки 2 и 3 выполнены без оттяжки концов и имеют длину не менее 3/4 длины соответствующих прилегающих рабочих витков. Высота пружины в свободном состоянии равна Н. При этом наружный диаметр каждого предыдущего витка, например меньшего опорного, не меньше внутреннего диаметра следующего за ним рабочего витка, а наружный диаметр этого рабочего витка не меньше внутреннего диаметра следующего за ним второго рабочего витка и т.д. Для обеспечения равномерного прилегания опорных витков к примыкающим к ним рабочим виткам на последних выполнен переходной участок 6. Границы каждого из переходных участков 6 определяются образующими AI и А2 конуса

S, отстоящими друг от друга на величину И на верхнем опорном витке 2 и на величину 12 на нижнем, большем, опорном витке 3. На образующих лежат и точки сопряжения продольной оси каждого из переходных участков 6 с основной спиралью 7 посредством противоположно направленных выпуклостей радиусом г, изменяющимся пропорционально изменению среднего радиуса RCp

рабочего витка 1. При этом Оа - угол подъема ненагруженной спирали примыкающего к опорному рабочего витка в точке под концом опорного витка должен во всех случаях обеспечить линейное прилегание рабочего витка к опорному при сжатии пружины. При, например, нулевом конструктивном зазоре между концом опорного и рабочим витком OQ принимается равным нулю, а при наличии зазора соответствует перемещению конца опорного витка до его смыкания с рабочим.

Работа пружины происходит следующим образом.

При приложении к пружине осевой нагрузки происходит сжатие ее витков как и в обычной конической пружине. При сжатии пружины до полного соприкосновении витков происходит соприкосновение витков друг с другом по спирали, эквидистантной

спирали 7, которая лежит на поверхности условного конуса S, Переходной участок 6 на первых, крайних, витках 1 обеспечивает условие, при котором касание происходит не с концами 4 и 5 опорных витков 2 и 3, а

по длине этих витков. Торцевые поверхности В опорных витков остаются все время параллельными друг другу. Поэтому во всех случаях нагружения пружины отсутствуют условия для излома прилегающих к опорным рабочих витков, а также их взаимного касания в точке.

Формула изобретения Спиральная фасонная пружина, содержащая рабочие витки с расположенными

один над другим переходными участками с двумя противополохшыми выпуклостями, опорные витки с длиной не менее трех четвертей длины прилегающих рабочих витков, имеющих увеличивающийся угол подъема в

пределах их разворота в проекции пружи- „ны по ее оси от нуля до 270° в направлении навивки, оси переходных участков расположены на поверхности вращения, образованной осями витков с началом и концом,

соответствующих концам опорных витков, и наружный и внутренний диаметры каждого витка соответственно больше и меноше наружного диаметра прилегающих витков, о т- личающаяся тем, что, с целью увеличе517706336

ния несущей способности, радиус выпукло- пропорционален среднему радиусу кривиз- стей переходного участка рабочего витка ны этого же витка в точках их сопряжения,

%

3 7±

S&

Ы.

.

J ДМ.г