Способ навивки и заневоливания спиральных пружин

 

ц860925

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Р=спублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.11.79 (21) 2842208/25-12 с присоединением заявки Юе (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.09.81. Бюллетень Ме 33 (45) Дата опубликования описания 07.09.81 (51) М. К.

В 21 F 35/00

Государственный комитет (53) УДК 621.778.8 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения и (71) заявитель

В. В. Головин (54) СПОСОБ НАВИВКИ И ЗАНЕВОЛИВАНИЯ

СПИРАЛЬНЫХ ПРУЖИН

Изобретение относится к области навивки спиральных пружин и может быть применено в приборостроении.

В настоящее время для навивки спиральных пружин применяются методы механической навивки проволоки на оправку.

После навивки пружины заневоливают, т. е. оставляют в навитом состоянии на некоторое время (от нескольких часов до нескольких суток). Затем пружины термооб- ip рабатывают. Недостатками механического способа навивки являются длительный цикл изготовления пружины, а также необходимость в специальных оправках для каждого типа пружины. 15

Известный способ для навивки и заневоливания спиральных пружин (1) позволяет осуществить намотку пружины на специальную оправку, представляющую собой цилиндрическое тело. Оправка заключается в соосный с ней цилиндрический барабан, имеющий окно для подачи навиваемой проволоки. Барабан предохраняет пружину от распускания после окончания навивки, где она выдерживается необходимое время.

Несмотря на ряд преимуществ, этот метод навивки имеет все недостатки, присущие механическим способам навивки, а именно: необходимость специальных зО оправок и длительный цикл изготовления пружины.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в способе навивки и заневоливания спиральных пружин, включающем операции пластического деформирования проволоки, для деформирования проволоку помещают в магнитное поле перпендикулярно к его силовым линиям и закрепляют один ее конец, после чего через проволоку пропускают постоянный электрический ток. В случае необходимости навивки пружин специальной формы деформирование проволоки производят в неоднородном магнитном поле.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен механизм деформации проволоки с током, помещенной в магнитное поле; на фиг. 2 — готовая спиральная пружина.

Способ магнитоэлектрической навивки заключается в следующем.

Прямолинейный отрезок проволоки, из которого необходимо навить спиральную пружину, помещается в магнитное поле (см. фиг. 1). Магнитные силовые линии перпендикулярны к плоскости чертежа и направлены снизу вверх, они условно

860925

1 Л4 р E I

25 изображены в виде точек. Если один конец проволоки жестко закрепить, а другой оставить свободным и затем по ней пропустить постоянный электрический ток 1, как показано на чертежах, то на каждый элемент длины проводника AZ (проводник располагается перпендикулярно к силовым линиям магнитного поля) будет действовать сила q согласно правилу «левой руки». Как известно, величина этой силы пропорциональна индукции магнитного поля В, силе тока I и протяженности отрезка ЬЛ, т. е.

q=В.I Ьг.

Таким образом, проводник с током, помещенный в магнитное поле (в случае, если один конец его жестко закреплен), можно рассматривать как балку с одним защемленным концом, нагруженную равномерно распределенными силами величиной q. Форма упругой линии этой балки будет определяться следующим выражением: где р — радиус кривизны в произвольном сечении;

М вЂ” изгибающий момент в этом сечении;

Š— модуль упругости;

1 — момент инерции относительно изгибаемой оси.

Величина изгибающего момента, а зна1 чит и кривизна Й упругой оси (Й= — ), P пропорциональна квадрату расстояния выбранного сечения от свободного конца балки. Таким образом, чем ближе к закрепленному концу отрезка проводника, тем сильнее он искривлен. По мере деформации проводника распределенная нагрузка продолжает действовать на него по нормали к его упругой линии, при этом нагрузка q по величине не изменяется (см. фиг. 1).

При очень больших деформациях величина изгибающего момента, а значит и кривизна упругой линии не будет пропорциональна квадрату расстояния до свободного конца, она будет несколько меньше, однако нарастание кривизны по мере приближения к закрепленному концу проводника сохранится. Значит при достаточно большом токе 1 и индукции магнитного поля В проводник, изображенный на фиг. 1, под действием магнитоэлектрических сил свернется спиралью, как изображено на фиг. 2. Если увеличить величину тока, протекающего через проводник, и уменьшить магнитную индукцию так, чтобы произве30

4 дение В 1 осталось прежним, то спираль сохранит свою форму, но начнет нагреваться. Регулируя величину тока, можно разогреть проводник до любой температуры. При высокой температуре в проводнике возникает явление текучести, что позволяет сохранить форму спирали после снятия величины В и 1. Кроме того, высокая температура позволяет произвести закалку спиральной пружины непосредственно в момент навивки.

В целях получения спиральных пружин особой геометрии необходимо однородное магнитное поле заменить неоднородным, индукция которого по длине проводника менялась бы по вполне определенному закону.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа навивки заключается в отсутствии специальных оправок, необходимых для навивки пружин механическим способом. При магнитоэлектрическом способе появляется возможность изменения геометрии пружины за счет изменения магнитной индукции и тока, протекающего по деформируемому проводнику. Кроме того, при разогреве пружины в процессе навивки до температуры текучести металла и пластических деформаций отпадает необходимость в заневоливании пружины, что ведет к сокращению длительности цикла изготовления. Преимуществом является и то, что процесс термообработки (например, закалки) можно совместить с процессом навивки пружины, а если вместо однородного магнитного поля применить неоднородное поле, то появляется возможность изготовления спиральных пружин особой конфигурации.

Формула изобретения

1. Способ навивки и заневоливания спиральных пружин, включающий пластическое деформирование проволоки, отличаю шийся тем, что, с целью повышения производительности и упрощения процесса навивки, для деформирования проволоку помещают в магнитное поле перпендикулярно к его силовым линиям и закрепляют один ее конец, после чего через проволоку пропускают постоянный электрический ток.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью навивки пружин специальной формы, деформирование проволоки производят в неоднородном магнитном поле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 16132б, кл. В 21 F 35/00, 19б4.

860925

Составитель В. Бужинский

Техред М. Гайдамак Корректор 3. Тарасова

Редактор О. Юркова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1815/2 Изд. № 508 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5