Способ изготовления цилиндрических перекрестно-круговых пружин

 

Изобретение относится к машиностроению, ракетостроению, домостроению, автомобилестроению. Способ включает ряд следующих операций. Изготавливают набор колец прямоугольного сечения и столбиков для перемычек. Затем последовательно сваркой осуществляют сборку пружины, совмещая оси колец с осью пружины. При этом кольца разделяют перемычками поочередно в шахматном порядке так, что оси столбиков параллельны общей оси пружины. Изобретение направлено на увеличение податливости и прочности пружины, удешевление технологии изготовления.

Область применения изобретения - в машиностроении, ракетостроении, домостроении, автомобилестроении и других областях в качестве аккумуляторов или накопителя и поглотителя механической энергии в работе различных механизмов и машин.

В практике машиностроения общеизвестны ответственные упругие элементы, собираемые сваркой из заготовок, такими, например, являются сварные сильфоны. Среди наиболее распространенных аккумуляторов механической энергии известны витые пружины из круглой проволоки, работающие в режиме растяжения - сжатия, которые имеют предельно нагружаемую всю наружную поверхность проволоки так, что любой дефект на ней получает тенденцию к развитию трещины и ослаблению надежности всей пружины. Винтовой характер навивки проволоки также вносит асимметрию в ее свойства.

Из уровня техники наиболее близким аналогом среди необозримого числа вариантов конструктивного решения механических аккумуляторов выделены, так называемые, по способу изготовления в РФ прорезные пружины, свободные от указанных недостатков, дорогие по себестоимости, однако промышленно освоенные в ракетном приборостроении прорезанием в тонкостенном цилиндрическом стакане поперечных окон в шахматном порядке с образованием дисковой фрезой кольцевых упругих элементов. Описание и расчетная оценка этих пружин представлена в книге В.И.Феодосьева “Избранные задачи и вопросы сопротивления материалов”, - М. ГИТТЛ, 1950, 224 с. (с.24).

Эти пружины по конструкции являются перекрестно-круговыми, состоящими из кольцевых упругих элементов, опирающихся в шахматном порядке на перемычки; - их недостатки в том, что невозможно изготовить пружины малых размеров на заданные нагрузки, так как грубая прорезка окон дисковой фрезой формирует одновременно поверхности двух упругих элементов, а каждый упругий элемент формируется после установки фрезы и задать малую толщину ветвей не допускается.

Техническая задача изобретения состоит в разработке способа изготовления пружины типа прорезной, но без указанных недостатков, то есть большей податливости, дешевой и технологичной в сборке.

В основу изобретения положена техническая задача изготовления новых недорогих цилиндрических перекрестно-круговых пружин, содержащих замкнутые кольцевые упругие элементы, опирающиеся в шахматном порядке на перемычки, отличающихся тем, что элементы пружины предварительно изготавливают в виде набора колец прямоугольного сечения и столбиков для перемычек, а затем последовательно сваркой осуществляют сборку пружины, совмещая оси колец с осью пружины, разделяя их перемычками поочередно, в шахматном порядке так, что оси столбиков параллельны общей оси пружины.

Технический результат достигается в способе изготовления цилиндрических перекрестно-круговых пружин, содержащих замкнутые кольцевые упругие элементы, опирающиеся в шахматном порядке на перемычки, тем, что элементы пружины предварительно изготавливают в виде набора колец прямоугольного сечения и столбиков для перемычек, а затем последовательно сваркой осуществляют сборку пружины, совмещая оси колец с осью пружины, разделяя их перемычками поочередно, в шахматном порядке так, что оси столбиков параллельны общей оси пружины. Высокая точность заданных параметров пружины обеспечивается за счет технологической простоты достижения точности изготовления круглых колец при шпиндельных способах их обработки. Толщина колец оказывается при этом точнее, чем при прорезке, как и качество наружных плоскостей. Этим повышается податливость и прочность, так как напряжения кручения достигают максимума в середине большой стороны, а это основной вид нагружения перекрестно-круговых пружин в промежутке между перемычками, устанавливаемых в шахматном порядке с помощью дешевой плазменной сварки, при которой импульс прогрева перемычек не успевает нарушить структуру материала колец пружины (www.multiplaz.ru).

Формула изобретения

Способ изготовления цилиндрических перекрестно-круговых пружин, содержащих замкнутые кольцевые упругие элементы, опирающиеся в шахматном порядке на перемычки, отличающийся тем, что элементы пружины предварительно изготавливают в виде набора колец прямоугольного сечения и столбиков для перемычек, а затем последовательно сваркой осуществляют сборку пружины, совмещая оси колец с осью пружины, разделяя их перемычками поочередно в шахматном порядке так, что оси столбиков параллельны общей оси пружины.