УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ

УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ.
Изобретение относится к области механики точного приборостроения и агрегатосторения, а именно к области создания унругих элементов наиболее совершенной конструкции из листа для применения в управляющих блоках приборов и агрегатов с большой циклической прочностью.
В настоящее время для этих целей широко применяют мембранные упругие элементы.
При помощи мембранных упругих элементов можно измерять давления, порядок которых колеблется от нескольких долей водяного (ртутного) столба до тысяч атмосфер.
Плоские мембраны имеют затухающую характеристику и работают как нластины при малых перемещениях. Они испо;п зуются редко. (А.с. №. 460584 - прототип). Этот упругий элемент (прототип) представляет собой герметизированный баллон в виде мембраны с прорезями, в который входит обмотка и ферро-магпитный экран; система снабжена второй мембраной с прорезями. Обе мембраны установлены на штырях, которые являются контактными выводами и закреплены в изоляционном основании. Вместе с изоляционной крышкой они образуют герметизированную полость, а основание крьппки снабжено буртиком, который образует каркас катушки. При этом упругие возможпости мембраны достигаются спиральными прорезями.
Педостатком прототипа является то, что сам упругий элемент представляет собой негерметизированную мембрану со спиралеобразной прорезью, а герметичность его работы обусловлена герметичностью корпуса (круглого баллона), в котором находится эта плоская мембрана со сниралеобразной прорезью, что не обеспечивает достаточной герметичности устройства.
Целью предполагаемого изобретения является унрощение конструкции и повьппение герметичности упругого элемента.
Поставленная цель достигается тем, что упругий элемент из листа BbinojraeH в виде усеченной конической оболочки, опирающейся на плоскую кольцевую отбортовку, снабженную кольцевым выгнутым рифтом, нри этом верхнее основание
z г 6 5( (o e
конической оболочки связано с боковыми стенками конической оболочки через выгнутый кольцевой рифт.
Кроме того, унругий элемент из листа вынолнен многослойным, а отдельные слои разделены между собой материальными средами.
На фиг. 1 ноказан однослойный унругий элемент в разрезе.
На фиг. 2 ноказан многослойный унругий элемент в разрезе.
На фиг. 3 ноказаны нагрузки, действующие на унругий элемент.
На фиг. 4 ноказана диаграмма истинных нанряжений.
Унругий элемент из листа вьшолнен в виде конической оболочки. Боковые стенки конической оболочки 1 онираются на нлоскую кольцевую отбортовку. Верхнее основание конической оболочки 3 связано с боковыми стенками конической оболочки 1 через выгнутый кольцевой рифт 4. Кольцевая отбортовка 2 связана с боковыми стенками конической оболочки 1 через вогнутый рифт 4. Рабочая зона такого элемента имеет конусообразный нрофиль и в диаметральном сечении элемента она нредставляет собой равнобедренную транецию 1 без нижнего основания. Стороны транеции онираются на два отрезка 2, нринадлежащие одной нрямой, которые нараллельны верхнему основанию 3. Коническая оболочка (стороны равнобедренной транеции) онирается на два отрезка (в сечении) не неносредственно, а через кольцевые рифты4 и 4, вынолняющие роль
«шарниров, ири деформации конической зоны унругого элемента 1.
Унругий элемент из листа может быть выно1гаен многослойным. Отдельные слои многослойного унругого элемента могут быть разделены между собой материальными средами, нанример газом, жидкостью, дискретными частицами и т.д.. На фиг. 3 ноказано, что стенка конической оболочки испытывает нлоское и даже объемное сжатие нод действием нагружений Оь 2, з и q, что очень важно. На фиг. 4 изображен центральный участок диаграммы истинных, нанряжений
показывающий, что закон Гука в нашей конструкции унругого элемента работает в пространстве сжатия (-oi,
Предлагаемое устройство работает следующим образом: под давлением газа или жидкости стенка конической оболочки, начиная от выгнутого кольцевого рифта 4 постепенно до вьшуклого рифта 4 плавно упруго деформируется, выворачиваясь в противоположную направлению давления q сторону под действием возникающих при этом сжимающих напряжений О и О2, и верхнее основание трапеции 3 неремещается вниз и занимает противоположное верхнему ноложение, и так всякий раз, при изменении знака прилагаемого давления q газа или жидкости к поверхности конической оболочки. Исключительно важным фактором при этом является то, что материал степки 1 упругого элемента испытывает только сжимающие напряжения и упруго деформируется, сжимаясь в пределах закопа Гука. Именно это обеспечивает в нредлагаемом упругом элементе исключиггельно высокую циклическую прочность.
Наши теоретические исследования и экспериментальный опыт показали, что конические упругие элементы имеют лучшие показатели в сравнении с плоскими мембранами. При исключительной простоте, они обладают большими возможностями для обеспечения устойчивой стабильной работы при высоком ресурсе циклической прочности.
Упругий элемент, как новое техническое решение предложено еще более усовершенствовать нутем формирования его в виде многослойной конической оболочки. Слои этой оболочки 5,6...п могут быть разделены и не разделены между собой материальными средами, однородными или неоднородными.
По сравнению с прототипом предполагамое изобретение позволит упростить конструкцию упругого элемента за счет выпо1шения его из монолитного листа методом пластической деформации, а также повысигть герметичность за счет молитности упругого элемеигга.