ВИНТОВАЯ ПРУЖИНА РАСТЯЖЕНИЯ-СЖАТИЯ ДЛЯ РЕЗОНАНСНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
HELICAL TENSION-COMPRESSION SPRING FOR RESONANT MECHANICAL OSCILLATING SYSTEMS

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в различных отраслях хозяйственной деятельности.
Известно применение винтовых цилиндрических витых пружин сжатия в конструкциях электромагнитных вибровозбудителей (стр.12-13 в книге: И.И.Быховский. Новые однотактные электромагнитные вибровозбудители. Изд. ЦНИИинформации и технико-эконом. иссл. по строит., дорожному и коммунальному машиностроению. М., 1972). Недостатки витых пружин: высокий уровень шума, возникающего от соударения концевых витков, а также значительное рассеяние энергии при резонансных колебаниях, что обусловлено микросдвигами торцовых частей пружин относительно опорных плоскостей и соударением концевых витков.
В качестве прототипа выбрана прорезная винтовая цилиндрическая пружина растяжения-сжатия, которая свободна от указанных недостатков и применена в известной конструкции электромагнитного вибровозбудителя (стр.13 в книге: И.И.Быховский. Новые однотактные электромагнитные вибровозбудители. Изд. ЦНИИинформации и технико-эконом. иссл. по строит., дорожному и коммунальному машиностроению. М., 1972). Существенные признаки прототипа: прорезная винтовая цилиндрическая пружина растяжения-сжатия для резонансных механических колебательных систем, торцы которой выполнены с возможностью механического присоединения к ним деталей колебательной системы, при этом пружина выполнена из трубчатой заготовки путем прорезания в ней винтового сквозного паза, который не доходит до торцов заготовки.
Недостатком прототипа является недостаточная технологичность конструкции пружины, что требует выполнения трудоемкой операции по фрезерованию сквозного винтового паза в толстостенной трубчатой заготовке, а также требует применения при изготовлении пружины сложного приспособления для фрезерования винтового паза.
Задачей изобретения является повышение технологичности конструкции винтовой пружины растяжения-сжатия для резонансных механических колебательных систем до приемлемой для машиностроительного производства.
Решение задачи достигается тем, что винтовая пружина растяжения-сжатия для резонансных механических колебательных систем, торцы которой выполнены с возможностью механического присоединения к ним деталей колебательной системы, выполнена витой, к ее торцам приварены присоединительные фланцы, на каждом из которых выполнено углубление, исключающее соприкосновение крайних рабочих витков пружины с фланцами при работе пружины, при этом крайние витки подогнуты и срезаны так, что при сжатии пружины с фланцами под максимальной нагрузкой витки пружины не соприкасаются, причем пружина может иметь как цилиндрическую, так и фасонную форму.
Применение предложенной совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат: предложена конструкция винтовой пружины растяжения-сжатия для резонансных механических колебательных систем на основе винтовой витой пружины, изготавливаемой по широко применяемой технологии способом навивки на оправку прутка в горячем состоянии, к торцам такой пружины привариваются присоединительные фланцы. Возникающие при такой конструкции технологические особенности сварки фланцев с высокоуглеродистой пружинной сталью легко осуществимы в условиях машиностроительного производства.
Анализ уровня техники в области машиностроения и вибрационной техники показал, что предложенная совокупность существенных признаков является новой, явным образом не следует из уровня техники и, таким образом, предлагаемое изобретение является новым и имеет изобретательский уровень.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана конструкция винтовой пружины растяжения-сжатия для резонансных механических колебательных систем.
Винтовая пружина растяжения-сжатия для резонансных механических колебательных систем включает собственно винтовую витую пружину 1, к торцам 2 которой приварены сварочными швами 3 присоединительные фланцы 4. Присоединительные фланцы имеют отверстия 5 для механического соединения с деталями резонансной колебательной системы. На каждом фланце имеется углубление 6, исключающее соприкосновение крайних рабочих витков 7 пружины с фланцами при работе пружины. Крайние витки в той части, где они приварены к присоединительным фланцам, подогнуты и срезаны так, что исключается возможность их соприкосновения с соседними витками при работе пружины под максимальной нагрузкой.
Винтовая пружина растяжения-сжатия для резонансных механических колебательных систем работает следующим образом. К присоединительным фланцам 4 прикрепляются с помощью винтов детали резонансной механической колебательной системы. Эти детали совершают колебания вдоль оси пружины 1. Благодаря тому что присоединительные фланцы 4 жестко соединены сварочными швами 3 с торцами 2 пружины 1, она выполняет функции как пружины сжатия, так и пружины растяжения.
В данной винтовой пружине растяжения-сжатия для резонансных механических колебательных систем решена задача изобретения - достигнута приемлемая для машиностроительного производства технологичность конструкции. Эта задача решена за счет использования винтовой витой пружины в качестве основного элемента конструкции, а также за счет применения сварочного соединения присоединительных фланцев с торцами пружины. Как известно, технология изготовления винтовых витых пружин в условиях машиностроительного производства давно отработана (см., например, стр.871-981 в книге: Справочник машиностроителя. В трех томах. Том третий. Гос. научно-техн. изд-во машиностроит. лит-ры. М., 1951). Технология сварки стальных деталей с высокоуглеродистой сталью (пружинная сталь является высокоуглеродистой сталью) и последующей термообработки также отработана (см., например, стр.120 в книге: Справочник сварщика / Под ред. В.В.Степанова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982). При этом пружина растяжения-сжатия сохранила главное положительное качество прототипа - она работает бесшумно и без потерь энергии благодаря исключению соударений концевых витков с присоединительными фланцами, а также с соседними витками.
Как видно из изложенного выше, возможность практического осуществления предложенного изобретения не вызывает сомнений. Таким образом, предложенное изобретение промышленно применимо.