Торсионная пружина

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты объектов от динамических нагрузок, например в подвесках колес транспортных агрегатов Целью изобретения является повышение эффективности амортизации динамических нагрузок, надежности и уве

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 )5 F 16 F 1/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

14 ! .;4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4680757/28 (22) 18.04.89 (46) 15,10.91. Бюл. N 38 (72) В.П.гавриш, М.P.Çàêàðÿí, А.А.Краснов, Б.А.Крылов и В.Б.Сташков (53) 621-567Л .(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 705169, кл. F 16 F I /14, 1978.

„„ Ы „„1684556 А1 (54) ТОРСИОННАЯ ПРУЖИНА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты обьектов от динамических нагрузок, например в подвесках колес транспортных агрегатов, Целью изобретения является повышение эффективности амортизации динамических нагрузок, надежности и увео

СО фь

Ql

Ul ()

1684556 личение энергоемкости за счет соответствующего конструктивного выполнения, Торсионная пружина содержит образующие параллелограмм пары соединенных между собой одними концами и имеющих равную длину рычагов 1-4, торсионы, размещенные ° между парами рычагов 1-4 пары скрешивающихся, соединенных в средней части, встречно направленных одними концами к концам другой пэры и соединенных с ними изогнутые пластины 5 — 8, имеющие длину, равную двойной длине рычага, и соединенные свободными концами со свободными концами пары рычагов, и блоки 9 соосно располо>кенных полых цилиндров, закрепленных встречно направленными торцами в местах соединения пластин, рычагов и их между собой, а кэ>кдый торсион =Iñêpåïëåí концами на других торцах цилиндров в блоке 9. Торсионная пру>кина содер>кит также дополнительные рычаги 14, 15, рэзмещенИзобретение относится к машиностроению, а именно к амортизаторам, принцип действия которых основан на упругом деформировании материала, и может быть использовано для защиты обьектов от динамических нагрузок, например, в подвесках колес транспортных агрегатов. целью изобретения является повышение эффективности амортизации динамических нагрузок, надежности и увеличение энергоемкости зэ счет соответствующего конструктивного выполнения.

На фиг. 1 изображена торсионная пру>кина в статике, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение В-В на фиг, 1; на фиг. 5, 6 — торсионная пружина в динамике, общий вид; на фиг. 7, 8, 9 — соответственно сечения А-А, Б-Б, В-В на фиг, 1 при наличии дополнительных однонаправленных рычагов и пластин; на Фиг. 10 — торсионная пружина с пластинчатыми пружинами в статике., общий вид; на фиг. 11 — то же, в динамике, Торсионная пружина содержит образующую параллелограмм пару рычагов 1,: соединенных между собой одними концами и имеющих равную длину, вторую пару рычагов 3, 4, аналогичную первой, пару скрещивающихся соединенных в средней части изогнутых пластин 5 и 6, имеющих длину, равную двойной длине рычагов 1 — 4, втоо, ю пару изогнутых пластин 7 и 8, аналогичную первой, две пары изогнутых пластин 5, 6 и

7, 8 размещены между парами рычагов 1, 2 и 3, 4. Изогнутые пластины 5, 6 встречно ные по одному в каждой паре рычагов 1, 2 и

3, 4 параллельно параллельным между собой рычагам 1, 3 и 2, 4 и закрепленные одним концом между концами основных рычагов пары, а другими — между концами основного рычага и изогнутой пластины, дополнительные изогнутые пластины 16, 17, размещенные по одной в каждой паре изогнутых 5, 6 и 7, 8 пластин параллельно параллельным между собой изогнутым пластинам пар и закрепленные одним концом между концами основного рычага и пластины, а другим — между концами основных пластин пары, а каждый торсион средней частью закреплен в дополнительных рычагах и дополнительных пластинах и пластинчаты е и ру>ки н ы, каждая из которых закреплена одним концом на изогнутой пластине в месте ее соединения с рычагом и имеет жесткость, меньшую жесткости пластины. 2 з.п. ф-лы, 11 ил. направлены одними концами к концам изогнутых пластин 7, 8 и соединены с ними.

Пластины 5, 6 первой пары свободными концами соединены со свободными концами

5 рычагов 1, 2 первой пары, а пластины 7, 8 второй пары соединены свободными концами со свободными концами рычагов 4, 3 второй пары. Устройство содержит также блоки 9 соосно расположенных полых ци10 линдров 10, 11 закрепленных встречна направленными торцами в местах соединения изогнутых пластин 5 — 8, ры агав 1, 2 и 3, 4 и их между собой, и торсионы 12, каждый из которых закреплен концами на других тор15 цах цилиндров 10, 11 в блоке 9.

Крепление торсионов на торцах цилиндров 10, 11 может осуществляться, например, призматической посадкой {см. фиг, 2, 3, 4) или при помощи шлицевого соединения с

20 фиксацией его штифтом (не показано). Соосность цилиндров 10, i1 обеспечивается втулкой 13, размещенной в их полостях, Чтобы повысить стабильность работы торсионной пружины, надо исключить воз25 никновение момента в местах соединения рычагов 1, 2 и 3, 4, изогнутых пластин и их между собой, стремящегося развернуть блок 9 в плоскости, проходящей через ось блока.

30 Первая пара рычагов 1, 2 содер>кит дополнительный рычаг 14, размещенный параллельно рычагу 1 и закрепленный одним концом между концами рычагов 1, 2, э другим концом — между концами рычага 1 и

35 изогнутой пластины 5.

1684556

его

30

40

55

Вторая пара рычагов 3, 4 также содержит дополнительный рычаг 15, размещенный параллельно рычагу 4 и закрепленный одним концом между концами рычагов 3, 4, а другим концом — между концами рычага 4 и изогнутой пластины 8.

Первая пара изогнутых пластин 5, 6 содержит дополнительную изогнутую пластину 16, размещенную параллельно изогнутой пластине 6 и закрепленную одним концом между концами рычага Z и изогнутой пластины 6, а другим — между концами изогнутых пластин 6, 8.

Вторая пара изогнутых пластин 7, 8 содержит дополнительную изогнутую пластину 17, размещенную параллельно изогнутой пластине 7 и закрепленную одним концом между концами рычага 3 и изогнутой пластины 7, а другим — между концами изогнутых пластин 5, 7. В этом случае каждый торсион 12 средней частью закреплен в дополнительных рычагах 14, 15 и дополнительных изогнутых пластинах 16, 17.

Дополнительные рычаги 14, 15 и дополнительные изогнутые пластины 16, 17 могут быть аналогично установлены соответственно на рычагах 2, 3 и изогнутых пластинах

5, 8 и соединены аналогично, при этом дополнительные рычаги 14, 15 и дополнительные изогнутые пластины 16, 17 размещены параллельно параллельным между собой рычагам и параллег ьно параллельным между собой изогнутым пластинам.

Для улучшения динамических свойств торсионная пружина снабжена полыми изогнутыми пластинчатыми пружинами 18 — 21, имеющими жесткость, меньшую жесткости пластин 5-8, каждая из которых закреплена одним концом на изогнутой пластине 5 — 8 соответственно в месте соединения ее с рычагом 1 — 4, Для повышения упругости цилиндров

10, 11 на их рабочих участках выполнены продольные прорези (не показаны), равномерно расположенные по окружности, при этом их ширину и количество выбирают из условия обеспечения жесткости цилиндров

10, 11 на скручивание, равной жесткости на скручивание торсионов 12. Это позволит уменьшить длину торсионов 12 практически в 2 раза по сравнению с исполнением цилиндров 10, 11 жесткими из условия обеспечения одинаковой жесткости торсионной пружины.

Торсионная пружина работает следующим образом.

Действие сжимающей нагрузки приводит к сближению блоков 9 цилиндров 10, 11 соединения рычагов l, 4 и изогнутых плас.гин 5 — 8. Это вызывает поворот каждого из рычагов 1-4 относительно блоков 9, При этом поворот рычагов 1 — 4, соединенных между собой блоком 9, происходит в противоположные стороны относительно блока 9, Скручивающий момент, вызванный поворотом рычагов 1 — 4 через цилиндры 10, 11, жестко соединенные с рычагами 1-4, будет передаваться на торсион 12 и скручивать

Таким образом, торсионная пружина будет работать до полного сближения рычагов 1 — 4 и изогнутых пластин 5 — 8 (фиг. 5).

Дальнейшее увеличение сжимающей нагрузки приведет к изгибу изогнутых пластин 5 — 8, которые обладают большей жесткостью, чем торсионы 12, Одновременно их изгиб будет приводить к дополнительному скручиванию торсионов 12. Такая работа торсионной пружины будет происходить до полного сближения всех блоков 9 цилиндров 10, 11 (фиг. 6).

При полном сближении рычагов 1 — 4 и изогнутых пластин 5 — 8 в результате дальнейшего сжатия торсионной пружины за счет изгиба изогнутых пластин 5 — 8 и дальнейшего скручивания торсионов 12 значительно смягчается удар при пробое торсионной пружины, При этом увеличивается динамическая емкость торсионной пружины в результате увеличения жесткости (жесткост ь изогнутых пластин 5-8 плюс жеCTI

В случае наличия в торсионной пружине полы:: изогнутых пластинчатых пружин 18—

21(фиг. 10) торсионная пружи а будет работать следующим образом.

При приложении сжимающей нагрузки торсионная I=:ружина (фиг. 10) сначала будет работа1ь до соприкосновения пластинчатых пружин 18 — 20 (фиг. 11).

При дальнейшем увеличении нагрузки тсрсионы 12 будут продо жать скручиваться за счет поворотов рычагов 1-4. При этом одновременно начнут и будут продолжать деформироваться (вь,прямляться) пластинчатые пружины 18 — 21, плавно увеличивая динамическую емкость пружины, Выпрям-. ление пластинчатых пружин 18 — 21, которые только одним своим концом жестко соединены с одним из концов соогветствующей изогнутой пластины 5 — 8, будет сопровождаться скольжением другого конца пластинчатой пружины 18 — 21 по поверхности изогнутой пластины. Кроме того, в точке контакта двух пластинчатых пружин 18, 19 и

20, 21 между собой они также будут проскальзыBBTb относительно друг друга. Это будет приводить к диссипации энергии KOлебаний за счет преодоления cèп трения и

1684556 тем самым улучшать демпфирующие свойсТВ3 торсионной пружины.

Такая работа пружины будет llðoèñõoдить до полного складывания рычагов 1 — 4 и изогнутых пластин 5-8. При дальнейшем увеличении нагрузки произойдет изгиб изогнутых пластин 5-8 до полного сближения всех блоков 9 цилиндров 10, 11. В этом случае получается более плавное увеличение суммарной жесткости торсионной пружины в конце хода сжатия и, соответственно, обеспечивается большая динамическая емкость торсионной пружины.

В случае исполнения цилиндров 10, 11 с продольными прорезями на их рабочем участке, равномерно расположенными по окружности, при сжатии торсионной пружины будет происходить одновременное скручивание и торсионов 12, и цилиндров 10, 11, т.е. деформация кручения равномерно распределится подлинеторсиона12 и подлине цилиндров 10, 11, Указанное выполнениеторсионной пружины позволит увеличить энергоемкость, динамическую емкость, так как в конце хода сжатия постепенно возрастает жесткость торсионной пружины за счет последовательного включения в работу пластинчатых пружин и изогнутых пластин, значительно снизить жесткость удара при пробое пру>кины, что обеспечивается деформацией изогнутых пластин при больших значениях величины динамической нагрузки, повысить надежность и стабильность работы.

Формула изобретения

1. Торсионная пружина, содер>кащая образующие параллелограмм пары соединенных между собой одними концами и имеющих равную длину рычагов и торсионы, отличающаяся тем, что; с целью повышения эффективности амортизации динамических нагрузок, надежности и увеличения энергоемкости, она снабжена размещенными между парами рычагов парами скрещивающихся, соединенных в средней

5 части, встречно направленных одними концами к концам другой пары и соединенных с ними изогнутых пластин, имеющих длину, равную двойной длине рычага, и соединенных свободными концами со свободными

10 концами пары рычагов, и блоками соосных. полых цилиндров, закрепленных встречно направленными торцами в местах соединения изогнутых пластин, рычагов и их между собой, а каждый торсион закреплен конца15 ми на других торцах цилиндров в блоке.

2. Пружина по и. 1, о т л и ч à ю щ а я с я тем, что она снабжена дополнительными рычагами, размещенными по одному в каждой паре основных рычагов параллельно парал20 лельным между собой основным рычагам и закрепленными одним концом между концами основных рычагов пары, а другими— между концами основного рычага и пластины, и дополнительными изогнутыми пласти25 нами, размещенными по одной в каждой паре основных изогнутых пластин параллельно параллельным между собой основным изогнутым пластинам пар и закрепленными одним концом между кон30 цами основного рычага и основной изогнутой пластины, а другим — между концами основных пластин пары, а каждый торсион средней частью закреплен в дополнительных рычагах и дополнительных изогнутых

35 пластинах.

3. Пружина по и.1. о тл и ч а ю ща я с я тем, что она снабжена пластинчатыми пружинами, каждая из которых закреплена одним концом на изогнутой пластине в месте ее

40 соединения с рычагом и имеет жесткость, меньшую жесткости пластины.

1684556

1684556

1684556

3684556

Составитель Р, Гайнутдинова

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор M,Öèòêèíà

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 3496 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4i5