Тарельчатая пружина

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к тарельчатым пружинам. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности за счет повышения усталостной выносливости упругих элементов при циклических нагрузках. Выполнение конусных упругих элементов 1 с опорными фланцами 5 по наибольшему их диаметру и опорных поверхностей радиальных перегородок, описанных в виде сходящейся к центру криволинейной образующей , позволяет уменьшить концентрацию напряжений, т.е. у кромок конусных упругих элементов действуют напряжения сжатия и отсутствуют напряжения растяжения. Это повышает усталостную выносливость конусных упругих элементов при циклических нагрузках и нагрузочную способность 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5цэ F 16 F 1/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702432/28 (22) 08.06.89 (46) 30.05.91. 6юл. М 20 (72) А.H. Нурутдинов (53) 621.272(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1174629, кл. F 16 F 1/32, 1983, (54) ТАРЕЛЬЧАТАЯ ПРУЖИНА (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к тарельчатым пружинам, Целью изобретения является повышение нагрузочной способности за счет повышения усталостной выносливости упругих эле5LJ 1652693 А1 ментов при циклических нагрузках. Выполнение конусных упругих элементов 1 с опорными фланцами 5 по наибольшему их диаметру и опорных поверхностей радиальных перегородок, описанных в виде сходящейся к центру криволинейной образующей, позволяет уменьшить концентрацию напряжений, т.е. у кромок конусных упругих элементов действуют напряжения сжатия и отсутствуют напряжения растяжения, Это повышает усталостную выносливость конусных упругих элементов при циклических нагрузках и нагруэочную способность. 4 ил.

1652693

20 ной перегородки

30

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тарельчатым пружинам, Целью изобретения является повышение нагрузочной способности за счет повышения усталостной выносливости упругих элементов при циклических нагрузках.

На фиг. 1 изображена предлагаемая тарельчатая пружина, общий вид; на фиг, 2— то же, в рабочем состоянии под нагрузкой P (штрихпунктирными линиями изображена тарельчатая пружина в исходном положении); на фиг. 3 — диаграмма напряжений растяжения — сжатия, возникающих в упругих элементах под нагрузкой P (диаграмма а показывает напряжения, возникающие в плоской шайбе; диаграмма б — в конической тарелке; диаграмма в — результирующая напряжений в упругом элементе; на фиг. 4— вариант выполнения поверхности радиальТарельчатая пружина содержит набор конусных упругих элементов 1, между которыми размещено опорно-дистанционное кольцо 2 с радиальной перегородкой 3. Конусные упругие элементы 1 имеют по наибольшему диаметру опорный фланец 4, переходящий к центральному отверстию в конические тарелки 5. Опорные поверхности б радиальной перегородки 3 выполнены криволинейными (тороидными) малой кривизны, сходящимися к отверстию О. Возможно выполнение опорных поверхностей

6 радиальной перегородки 3 в виде сопряженных друг с другом конических поверхностей, вписанных в криволинейные (тороидные) поверхности (фиг, 4).

Тарельчатая пружина работает следующим образом.

При нагружении пружины осевой силой

P опорные фланцы 4 упругих элементов 1 упруго деформируются на радиальной перегородке 3 опорно-дистанционного кольца 2, принимая вогнутую форму, пока не выберут зазор между собой, равный высоте радиальной перегородки Н.

При нарастании нагрузки P и прогибе опорных фланцев 4 точки контакта их с криволинейной тороидной опорной поверхностью 6 радиальной перегородки 3 будут последовательно перемещаться от буртика опорно-дистанционного кольца 2 к отверстию О по концентрическим окружностям, как бы перекатываясь, пока упругие элементы 1 не придут во взаимодействие между собой основаниями конусов.

При прогибе oflopHblx фланцев 4 на участках, прилегающих к наружному диаметру, возникают напряжения сжатия, а на участках, прилегающих к центральному отверстию, — напряжения растяжения (на фиг. 3. диаграмма а). На конусной части конусных упругих элементов 1 у основания конусов напряжения растяжения, но у центрального отверстия (вершина конуса) напряжения сжатия (на фиг, 3 диаграмма б), которые частично или полностью компенсируют напряжения растяжения с центрального отверстия от опорных фланцев 4 (на фиг, 3 результирующая диаграмма в). Происходящий при этом рост напряжений растяжения у оснований конусов упругих элементов 1 будет уже в безопасной зоне этих элементов, вдали от концентраторов напряжений (KpoMoK). Вследствие того, что у концентраторов напряжений (кромок) конусных упругих элементов 1 действуют напряжения сжатия и нет растягивающих напряжений, усталостная выносливость конусных упругих элементов 1 при циклических нагрузках очень высокая.

С нарастанием нагрузки P и соответственно прогиба конусных упругих элементов

1 линии контакта на опорной поверхности опорных фланцев 4 будут перемещаться к центру и уменьшать плечо изгибающих моментов от нагрузки Р, жесткость пружины при этом будет расти, так как относительная толщина S/d опорных фланцев 4 будет увеличиваться (S — толщина конусного упругого элемента: d — диаметр контактных окружностей).

Таким образом, предлагаемая тарельчатая пружина обладает повышенной нагрузочной способностью в сочетании с большой осадкой упругих элементов, складывающейся из деформаций опорных фланцев 4 и концов конусных упругих элементов

Формула изобретения

Тарельчатая пружина, содержащая набор конусных упругих элементов с отверстиями по центру и опорно-дистанционные кольца с радиальной перегородкой, установленные по наружным диаметрам упругих элементов, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности, на каждом конусном упругом элементе по наибольшему диаметру выполнен опорный цилиндрический фланец, а опорные поверхнбсти каждой радиальной перегородки описаны в виде сходящейся к центру криволинейной образующей.

1652693

%юг.4

Составитель В,Золотовская

Редактор Т.Парфенова Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб„4/5

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