Устройство для контактного заневоливания конических пружин
DEVICE FOR CONTACT TAMPERING OF CONICAL SPRINGS

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для повышения несущей способности и рабочих характеристик пружин конической формы или формы параболоида вращения методами пластической обработки металла. Может быть применено в отраслях промышленности, изготавливающих и применяющих подобные пружины - на предприятиях ВПК, машиностроения, авиастроения, автомобильной промышленности, сельхозмашиностроения. Пружины конической формы или формы параболоида вращения обладают более высокой устойчивостью, чем цилиндрические пружины, а в сжатом состоянии имеют меньшую высоту.
Известны устройства для контактного заневоливания пружин, описанные в авторских свидетельствах СССР №№198747, 348792, 419660, 486233, 643684, 815346, 825253, пат. RU 2251036, пат. RU 2251037, пат. RU 2286556, пат. RU 2296968, пат. RU 2392083, пат. RU 2393042, пат. RU 2393043.
Наиболее близким является устройство по пат. RU 2481914. Устройство содержит верхний и нижний вкладыши, стакан для установки в нем вкладышей и между ними испытуемой пружины и пуансон с шаровой поверхностью, контактирующей с шаровой поверхностью верхнего вкладыша, при этом нижний вкладыш установлен с возможностью вращения относительно оси стакана, а верхний - с возможностью вращения и перемещения вдоль оси стакана и отклонения оси от оси пуансона, а вкладыши выполнены с кольцевыми проточками на торцах диаметром, соответствующим внутреннему диаметру пружины, и глубиной не менее высоты витка пружины, при этом стакан выполнен с внутренним диаметром в пределах от диаметра сжатой пружины до диаметра навитой пружины. Верхний вкладыш с пуансоном связаны при помощи ступенчатого винта с обеспечением зазоров между наружной поверхностью цилиндрической части винта и поверхностью отверстия во вкладыше и между головкой винта и ответной поверхностью вкладыша, и равномерного распределения усилия контактного заневоливания по диаметру пружины для механизации установки пружины на устройство и снятия с нее верхнего вкладыша, установки пружины в стакан и удаления ее из стакана. Нижний вкладыш связан с нижним цилиндром посредством штока для вытеснения пружины из стакана устройства и удаления ее с нижнего вкладыша.
Недостатком устройства является невозможность упрочнять контактным заневоливанием пружины сжатия конической формы или формы параболоида вращения, имеющих образующую поверхность сложной формы - конуса или параболоида вращения (фиг. 1, фиг. 2).
Технической задачей изобретения является усовершенствование устройства и устранение указанного недостатка. Техническим результатом изобретения является возможность упрочнять пружины сжатия конической формы или параболоида вращения с помощью предлагаемого устройства.
Технический результат достигается за счет новых элементов и их новых связей в устройстве для контактного заневоливания пружин, а именно: устройство содержит верхний и нижний вкладыши, стакан для установки в нем вкладышей и между ними испытуемой пружины, пуансон с шаровой поверхностью, контактирующей с шаровой поверхностью верхнего вкладыша, при этом нижний вкладыш установлен с возможностью вращения относительно оси стакана, а верхний - с возможностью вращения и перемещения вдоль оси стакана и отклонения оси от оси пуансона, причем верхний вкладыш связан с пуансоном посредством ступенчатого винта с обеспечением зазоров между наружной поверхностью цилиндрической части винта и поверхностью отверстия во вкладыше и между головкой винта и ответной поверхностью вкладыша. Внутренняя рабочая поверхность стакана в верхней части выполнена диаметром равным наружному диаметру сжатой пружины и имеет поверхность, охватывающую наружную поверхность сжатой пружины - коническую форму или форму параболоида вращения соответственно. Поверхность нижнего вкладыша выполнена с кольцевой проточкой на торце диаметром, соответствующим наименьшему внутреннему диаметру более узкой стороны пружины и глубиной не менее высоты витка пружины. Верхний вкладыш имеет кольцевую проточку, соответствующую наибольшему внутреннему диаметру более широкой стороны пружины и глубиной не менее высоты витка пружины, и выполнен по форме внутренней поверхности сжатой пружины - конической или параболоида вращения соответственно. Нижний вкладыш может быть связан с нижним цилиндром пресса посредством штока для вытеснения пружины из стакана и удаления ее с нижнего вкладыша известными способами и устройствами.
На фиг. 3, 4, 5, 6 представлены устройства, состоящие из установленного на плите 1 стакана 2, в котором размещены испытуемая пружина 3, верхний вкладыш 4, связанный с пуансоном 5 ступенчатым винтом 6, и размещен нижний вкладыш 7, связанный штоком 8 с нижним цилиндром пресса. При этом торцы сжатой пружины контактируют с кольцевыми проточками на вкладышах 4 и 7, упираясь торцом с более узкой стороны пружины в проточку нижнего вкладыша 7, а торцом с более широкой стороны пружины - в проточку верхнего вкладыша 4, причем витки контактируют с внутренней рабочей поверхностью стакана 2, охватывающей наружную поверхность сжатой пружины, и контактируют с наружной поверхностью вкладыша 4, входящего в пружину, причем контактирующие с пружиной поверхности вкладышей имеют форму коническую или форму параболоида вращения соответственно.
3
Работает устройство следующим образом. Устройство устанавливают на неподвижный стол пресса, а пуансон 5 закрепляют к верхней подвижной плите пресса. В стакан 2 вставляют испытуемую пружину 3 более узкой стороной вниз таким образом, чтобы торцы пружины контактировали с кольцевыми проточками на торцах вкладышей 4 и 7. Затем пуансон 5 посредством движения пресса опускают, отчего пружина 3, сжимаясь, увеличивает свой наружный диаметр до тех пор, пока все ее витки не придут в непрерывный контакт с внутренней поверхностью стакана 2 и с наружной поверхностью вкладыша 4. Благодаря контакту торцов пружины с кольцевыми проточками на торцах вкладышей и контакту витков пружины с внутренней рабочей поверхностью стакана 2, охватывающей наружную поверхность сжатой пружины, и контакту наружной поверхности вкладыша 4 с внутренней поверхностью пружины, сжатая пружина займет правильную геометрическую форму, причем контактирующие с пружиной поверхности вкладышей 4 и 7 имеют коническую форму или форму параболоида вращения соответственно. Благодаря воздействию шаровой поверхности пуансона 5 на прилегающую шаровую поверхность верхнего вкладыша 4, усилие пресса равномерно распределится по диаметру сжатой пружины. После требуемой выдержки под нагрузкой (1…10 секунд) величиной 10…300F пуансон 5 с вкладышем 4 поднимают, освобождая пружину 3. Движением нижнего цилиндра пресса посредством штока 8 и нижнего вкладыша 7 пружину 3 вытесняют из стакана 2, которую снимают или сталкивают с нижнего вкладыша 7 применяемыми при штамповке известными способами и устройствами, и направляют на дальнейшую обработку.
Преимущество заявленного устройства относительно известного заключается в возможности упрочнять пружины сжатия, имеющие коническую форму или форму параболоида вращения. Источники информации
1. Пат. RU 2481914 С1, МПК В21F 35/00, В26F1/00, Устройство для контактного заневоливания пружин / Тебенко Ю.М., Землянушнова Н.Ю., Землянушнов Н.А. - №2012107298/02; заявлено 28.02.2012; опубл. 20.05.2013. Бюл. №14. - 5 с.
2. Пат. RU 2392083 С1, МПК В21F 35/00, F16F 1/02, Устройство для контактного заневоливания пружин / Тебенко Ю.М., Землянушнова Н.Ю., Землянушнов Н.А. - №2009119814/02; заявлено 25.05.2009; опубл. 20.06.2010. Бюл. №17. - 5 с.
3. RU 2010146247 А1, МПК В21F 35/00, Устройство для контактного заневоливания пружин / Тебенко Ю.М., Землянушнова Н.Ю., Землянушнов Н.А. - №2010146247/02, заявлено 12.11.2010, опубл. 20.05.2012. Бюл. №14.
4. Пат. RU 2393042 С1, МПК В21F 35/00, F16F 1/02, Устройство для контактного заневоливания пружин / Тебенко Ю.М., Землянушнова Н.Ю., Землянушнов Н.А. - №2009119496/02; заявлено 22.05.2009; опубл. 27.06.2010. Бюл. №18. - 4 с.
5. Пат. RU 2393043 С1, МПК В21F 35/00, F16F 1/02, Устройство для контактного заневоливания пружин / Тебенко Ю.М., Землянушнова Н.Ю., Землянушнов Н.А. - №2009120194/02; заявлено 27.05.2009; опубл. 27.06.2010. Бюл. №18. - 5 с.