Трехпружинный упругий элемент

Авторы патента:

Полезная модель относится к упругим элементам и может найти применение в машинах вибрационного действия, например, в конусных вибрационных дробилках, в подвесках навесных машин и т.д.

В известном упругом элементе пружины расположены соосно, что предполагает возникновение в них при колебаниях больших напряжений кручения и изгиба. В предложенном же абсолютно одинаковые пружины расположены в вершинах равносторонних треугольных пластин, жестко связанных с нижним и верхним валами, а оси симметрии валов расположены перпендикулярно пластинам и проходят через их центры тяжести. Такое расположение пружин в упругом элементе значительно снижает величины напряжений в них и значительно увеличивает срок их службы.

Известен двухпружинный упругий элемент конусной дробилки (патент РФ 49464, опубл. 27.11.2005. Бюл. 33 - прототип), состоящий их двух соосных пружин одного или разного направления навивки, одна из которых находится внутри другой, нижние концы обеих пружин жестко связаны с нижним сплошным валом, а верхние концы пружин жестко связаны с верхним сплошным валом.

Основной недостаток известного упругого элемента заключается в том, что соосный двухпружинный упругий элемент испытывает при крутильных колебаниях внутреннего конуса чистое кручение вокруг оси симметрии и чистый изгиб при значительных по величине напряжениях, что снижает срок его службы.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы изменить характер деформаций пружин упругого элемента, уменьшить их величины и увеличить срок его службы.

Технический результат достигается тем, что трехпружинный упругий элемент, состоящий из пружин, нижние концы которых жестко связаны со сплошным нижним валом, а верхние концы - со сплошным верхним валом, абсолютно одинаковые пружины расположены в вершинах равносторонних треугольных пластин, жестко связанных с нижним и верхним валами, а оси симметрии валов расположены перпендикулярно пластинам и проходят через их центры тяжести.

При таком исполнении упругого элемента крутильные колебания пластин вместе с верхним и нижним валами приводят к изгибным деформациям пружин относительно оси, проходящей через центры тяжести пластин. Это позволяет устранить деформации кручения пружин, а при изгибе пружин под действием дебалансного груза, прикрепленного к верхнему валу, происходит распределение величин изгибных напряжений между всеми пружинами, что позволяет уменьшить их в расчете на одну пружину и увеличить срок их службы.

На фиг.1 представлена схема упругого элемента, а на фиг.2 - его разрез плоскостью «А-А».

Трехпружинный упругий элемент (фиг.1) состоит из трех абсолютно одинаковых пружин 1, 2 и 3. Нижние и верхние концы пружин жестко связаны с равносторонними треугольными пластинами соответственно 4 и 5. Пружины расположены в вершинах пластин (фиг.2), жестко связанных с нижним 6 и верхним 7 валами. Оси симметрии валов расположены перпендикулярно пластинам и проходят через их центры тяжести С.

Трехпружинный упругий элемент работает следующим образом.

Нижний вал 6 получает вращательное движение от электрического привода, не показанного на схеме. Упругий элемент, следовательно, также совершает вращательное движение. Верхний вал 7 шарнирно соединен с внутренним конусом вибрационной дробилки, а жестко - с дебалансом. При вращении дебаланс прижимает внутренний конус к наружному, изгибая упругий элемент, и, креме того, возбуждает крутильные колебания в системе. При предложенном расположении пружин во время крутильных колебаний верхние концы пружин будут поворачиваться относительно нижних по дугам, радиусы которых равны расстояниям от центра тяжести пластин (точки С) до осевых линий пружин (точки О - фиг.2). Следовательно, чистое кручение пружин при крутильных колебаниях системы исключено, а напряжения, возникающие в пружинах, уменьшены в несколько раз. Что касается изгиба упругого элемента под действием дебаланса, то, периодически меняя положение дебаланса с помощью клеммы относительно упругого элемента по кругу, можно добиться перераспределения напряжений в пружинах в сторону их уменьшения и также увеличить срок службы пружин.

Таким образом, задача, поставленная перед полезной моделью, выполнена. Новым расположением пружин в несколько раз уменьшены напряжения, возникающие в них, а срок службы упругого элемента увеличен в несколько раз.

Трехпружинный упругий элемент, состоящий из пружин, нижние концы которых жестко связаны со сплошным нижним валом, а верхние концы - со сплошным верхним валом, отличающийся тем, что одинаковые пружины расположены в вершинах равносторонних треугольных пластин, жестко связанных с нижним и верхним валами, а оси симметрии валов расположены перпендикулярно пластинам и проходят через их центры тяжести.