РЕГУЛИРУЕМАЯ ПО ДЛИНЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ВИНТОВАЯ ПРУЖИНА

Полезная модель относится к упругим элементам растяжения - сжатия и предназначена для использования в предохранительных, компенсирующих, уравнительных и других механизмах общего, специального, энергетического и сельскохозяйственного машиностроения.
Известна регулируемая по длине цилиндрическая винтовая пружина сжатия или растяжения (патент РФ №96802, МПК В21F 35/00. Опубл. 20.08.2010. Бюл. №23), состоящая из проволоки, в основном круглого или прямоугольного сечения, витки которой расположены по винтовой линии, выполнена из двух частей, торцы которых ограничены плоскостями, перпендикулярными оси симметрии пружины, к каждой из которых к одному из торцов жестко прикреплен шестигранный элемент под гаечный ключ с возможностью ввертывания одной части пружины в другую, пружина сжатия снабжена направляющим стержнем, проходящим внутри нее, а пружина растяжения снабжена направляющим цилиндром, расположенным снаружи.
Основной недостаток известной пружины заключается в том, что она имеет направляющие элементы, а параметры поперечных сечений витков обеих ее частей одинаковы и, следовательно, имеют одинаковые упругие свойства.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы предложить регулируемую по длине цилиндрическую винтовую пружину без направляющих элементов, но с разными размерами поперечных сечений витков обеих ее частей и, следовательно, разными упругими свойствами этих частей.
Технический результат достигается тем, что регулируемая по длине цилиндрическая винтовая пружина, состоящая из проволоки, витки которой расположены по винтовой линии, выполнена из двух частей, торцы которых ограничены плоскостями, перпендикулярными оси симметрии пружины, к каждой из которых к одному из торцов жестко прикреплен шестигранный элемент под гаечный ключ с возможностью ввертывания одной части пружины в другую, одна часть пружины является внешней, а другая часть является внутренней, каждая из частей выполнена из проволоки трапецеидального сечения, причем у внешней части пружины трапецеидальное сечение направлено большим основанием наружу, а у внутренней части пружины трапецеидальное сечение направлено большим основанием внутрь, при этом трапецеидальные сечения внешней и внутренней частей пружины выполнены с большими и меньшими размерами оснований друг относительно друга с возможностью касания боковых сторон этих трапецеидальных сечений.
Такое исполнение пружины позволяет изменять ее длину без направляющих элементов, использовать ее как при растяжении, так и при сжатии, и получать соответствующие упругие характеристики составных частей.
На фиг. представлено изображение предложенной пружины с упрощенным изображением винтовых линий.
Регулируемая по длине цилиндрическая винтовая пружина состоит из проволоки, витки которой расположены по винтовой линии, выполнена из двух частей 1 и 2. Торцы частей ограничены плоскостями, перпендикулярными оси симметрии пружины, к каждой из которых к одному из торцов жестко прикреплен шестигранный элемент 3 и 4 под гаечный ключ с возможностью ввертывания одной части пружины в другую. Одна часть пружины является внешней (в нашем случае часть 1), а другая часть 2 является внутренней. Каждая из частей выполнена из проволоки трапецеидального сечения, причем у внешней части 1 пружины трапецеидальное сечение направлено большим основанием наружу. У внутренней части 2 пружины трапецеидальное сечение направлено большим основанием внутрь. При этом трапецеидальные сечения внешней и внутренней частей пружины выполнены с большими и меньшими размерами оснований друг относительно друга с возможностью касания боковых сторон этих трапецеидальных сечений, центрируют друг друга, поэтому необходимость в направляющих отпадает.
Регулируемая по длине цилиндрическая винтовая пружина, образованная двумя частями соответственно 1 и 2, ввернутыми друг в друга, может работать как на растяжение, так и на сжатие. При растяжении пружины силы, приложенные к торцам пружины, должны быть направлены по ее оси симметрии в противоположные стороны наружу, а при сжатии - внутрь. Ввернутые части пружины взаимодействуют между собой так, как витки резьбового соединения, т.е. центрируют друг друга. Длину пружины регулируют ввертыванием одной части в другую или вывертыванием внутренней части пружины из - наружной. При равенстве оснований сечений обеих частей пружины их площади были бы одинаковы. С уменьшением площади поперечного сечения одной из частей пружины ее упругие свойства изменяются. Соотношения между упругими свойствами частей пружины устанавливаются расчетами (см. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: Учеб. для ВТУЗОВ, 1986. С.236). Площади трапеций вычисляются по известным математическим формулам, а упругие характеристики частей пружин и их соотношения определяются методами сопротивления материалов по их геометрическим параметрам.
Опытные образцы заявляемой регулируемой по длине цилиндрической винтовой пружины были изготовлены с помощью токарно-винторезного станка.
Таким образом, задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена. Получена пружина, регулируемая по длине без направляющих элементов, работающая как на растяжение, так и на сжатие, а также с разными упругими свойствами ее составных частей.