ВИНТОВАЯ КОНИЧЕСКО-ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ПРУЖИНА

Винтовая коническо-цилиндрическая пружина.
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в частности, в рессорном подвешивании транспортных машин.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является винтовая пружина для виброизоляторов, А.С. СССР, F16F 1/04 публикация 07.Об.87.г., которая выполнена из прутка с постоянным по длине пружины поперечным сечением и содержит навитые с одинаковым шагом конический участок и сопряженный с его меньшим диаметром цилиндрический участок, имеющий постоянную жесткость. Обеспечение равночастотных свойств пружины достигается за счет переменной жесткости конического участка, обусловленного посадкой витков при нагружении.
Недостатком данной конструкции является недостаточная прогрессивность пружины при применении ее в подвесках автомобилей со значительными перепадами нагрузок, в частности в грузопассажирских автомобилях, где необходимы пружины с высокой энергоемкостью.
Задача полезной модели: увеличение прогрессивности и энергоемкости пружины.
Решение поставленной задачи достигается тем, что винтовая коническо-цилиндрическая пружина, содержащая конический участок и сопряженный с его витком наименьшего радиуса цилиндрический участок, навитые из прутка с постоянным по длине пружины поперечным сечением,
согласно полезной модели, число витков конического участка пружины составляет менее половины общего числа ее витков, и что витки конического участка пружины навиты с переменным шагом, который уменьшается между каждыми соседними витками этого участка пружины в направлении от его опорного витка к его витку с наименьшим радиусом, причем величина радиуса витка с наименьшим радиусом конического участка пружины меньше величины радиуса его опорного витка на величину л ,имеющую значение:
/  / / .
где / - число витков конического участка пружины (шт.),
ff - диаметр поперечного сечения прутка пружины (м).
в частномслучае исполнения, в винтовой коническо-цилиндрической пружине число витков конического участка пружины составляет одну третью от общего числа ее витков.
Сущность полезной модели поясняется на чертеже:
Фиг.1. - винтовая коническо-цилиндрическая пружина, общий вид.
Винтовая коническо-цилиндрическая пружина содержит конический участок 1 и, сопряженный с его витком 2 наимешьшего радиуса, цилиндрический участок 3. Конический участок 1 и цилиндрический участок 3 пружины навиты из прутка с постоянным по ее длине поперечным сечением. Витки пружины на цилиндрическом участке 3 навиты с постоянным шагом, а на коническом участке 1-е переменным шагом, причем шаг витков пружины на ее коническом участке 1 уменьшается между каждыми соседними витками в направлении от его опорного витка 4 к его витку 2 с наименьшим радиусом. Витки конического участка 1 пружины навиты по условию:{Л/л j, , где Л/ - радиус опорного витка 4 конического участка пружины, / - радиус витка 2
с наименьшим радиусом конического участка 1 пружины, (,  число витков конического участка 1 пружины, и - диаметр поперечного сечения прутка пружины.То есть, величина радиуса /у витка 2 с наименьшим радиусом конического участка 1 пружины меньше величины радиуса л/ его опорного витка 4 на величину /, которая имеет значение: ,
Число витков конического участка 1 пружины составляет менее половины от общего числа ее витков, в частном случае исполнения, число витков конического участка 1 пружины составляет одну третью от общего числа ее витков.
Работает винтовая коническо-цилиндрическая пружина следующим образом. Цилиндрический участок 3 пружины работает на протяжении всего ее рабочего хода, в частности, рабочего хода подвески, в процессе же сжатия конического участка 1 пружины происходит отключение витков этого участка 1 из работы, по мере того, как возникают допускаемые напряжения в них, определяющие их ресурс работы. Посадка витков конического участка 1 пружины, в частности на упругую плоскую поверхность, исключает касания его витков друг о друга, приводящего к разрушению поверхностного слоя этих витков и уменьшению ресурса работы пружины в целом.
За счет того, что винтовая коническо-цилиндрическая пружина выполнена с коническим участком 1, число витков которого менее половины общего числа ее витков, а именно, в частном случае исполнения - число витков конического участка 1 составляет одну третью от общего числа ее витков, и за счет того, что витки конического участка 1 пружины навиты с переменным шагом, уменьшающимся между каждыми соседними его витками в направлении от опорного витка 4 к витку 2 с наименьшим радиусом, можно, варьируя шагом и числом витков конического участка 1 пружины, достичь требуемую ее нелинейность упругой характеристики, тем самым, по сравнению с прототипом, повысить ее прогрессивность и энергоемкость.
Такие улучшенные свойства, как повышенная прогрессивность и энергоемкость заявляемой винтовой коническо-цилиндрической пружины, и свойство уменьшения ее высоты в целом - за счет выключения ее конического участка 1 из работы при определенных нагрузках, позволяют ее использовать, в частном случае, в подвесках транспортных средств с большим перепадом нагрузок на ось, например, в грузопассажирских автомобилях, устанавливая изменение клиренса транспортного средства при этом до приемлемых величин.
Дополнительно. Так как максимально допустимая нагрузка для пружины не влияет на ее конический участок 1, то диаметр поперечного сечения прутка, из которого навивается вся пружина, расчитывается исходя из параметров ее цилиндрического участка 3 и остается постоянным по всей его длине, что упрощает и удешевляет проектирование и изготовление такой пружины, так как не требуется специального сложного оборудования. по сравнению с пружинами имеющими например, бочкообразные. такие же характеристики,