Пружина с изменяемой жесткостью
Владельцы патента RU 2781441:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) (RU)
Изобретение относится к области общего машиностроения. Пружина с изменяемой жесткостью имеет витки, выполненные из стального профиля трубчатого сечения, во внутренней полости которых размещен электрический нагревательный элемент в диэлектрической теплостойкой оболочке, подключенный к источнику электрического тока, а пространство между нагревательным элементом и внутренней стенкой витков заполнено термопластическим материалом, который при нагревании изменяет свои упругие свойства. Жесткость пружины определяется выражением где Сст - жесткость витков пружины, См - жесткость термопластического материала. Обеспечивается расширение технических и технологических возможностей пружинных механизмов. 2 ил.
Изобретение относится к области общего машиностроения, в частности производству пружин.
Производимые в настоящее время витые пружины изготавливаются из цельного прутка, как правило, круглого сечения и не предусматривают возможности регулирования жесткости в процессе эксплуатации, без применения дополнительных механических приспособлений и устройств.
Из анализа литературных источников известных конструкций пружин с изменяемой жесткостью обнаружено не было.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в обеспечении возможности регулирования жесткости витых пружин без изменения их габаритных размеров.
Технический результат - расширение технических и технологических возможностей пружинных механизмов и машин в целом.
Пружина с изменяемой жесткостью представлена на:
фиг. 1 - Общий вид пружины с изменяемой жесткостью;
фиг. 2 - Сечение Л-Л на фиг. 1.
Технический результат достигается тем, что пружина с изменяемой жесткостью (фиг. 1) имеет витки 1, которые выполнены из стальной заготовки трубчатого сечения (фиг. 2). Во внутреннюю полость витков 3 помещен электрический нагревательный элемент 2, который имеет диэлектрическую теплостойкую оболочку, а пространство между нагревательным элементом 2 и внутренней стенкой витков 1 пружины заполнено термопластическим материалом 3, который при нагревании изменяет свои упругие свойства. Подключение нагревательного элемента к источнику электроэнергии осуществляется посредством контактов 4. Жесткость пружины С будет определяться выражением:
где Сст - жесткость витков пружины;
См - жесткость термопластического материала.
Принцип работы пружины заключается в следующем. При отсутствии электрического напряжения на контактах 4 пружина имеет максимальную жесткость, которая складывается из жесткости стальных витков 1 и термопластического материала 3, который находится в твердом состоянии. При подаче напряжения на контакты 4, нагревательный элемент 2 нагревает термопластический материал 3, находящийся во внутренней полости витков пружины 1. По мере повышения температуры термопластический материал 3 становится менее упругим, за счет чего общая жесткость пружины также уменьшается.
Таким образом, предлагаемым устройством обеспечивается возможность изменения жесткости пружины без применения дополнительных устройств и изменения габаритных размеров пружины.
Пружина с изменяемой жесткостью имеет витки, выполненные из стального профиля трубчатого сечения, во внутреннюю полость которых помещен электрический нагревательный элемент в диэлектрической теплостойкой оболочке, подключенный к источнику электрического тока, а пространство между нагревательным элементом и внутренней стенкой витков заполнено термопластическим материалом, который при нагревании изменяет свои упругие свойства, при этом жесткость пружины определяется выражением 
где Сст - жесткость витков пружины, См - жесткость термопластического материала.
