устройство для контактного заневоливания пружин

Формула изобретения

Устройство для контактного заневоливания пружин, содержащее верхний и нижний вкладыши, стакан для установки в нем вкладышей и между ними 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, отличающееся тем, что вкладыши выполнены с кольцевыми проточками на торцах диаметром, равным внутреннему диаметру пружины, и глубиной не менее высоты витка пружины, в которых расположены упоры высотой, не превышающей высоту торца витка пружины, а стакан выполнен с внутренним диаметром в пределах от диаметра сжатой пружины до диаметра навитой пружины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области изготовления и испытания пружин, а именно к устройствам для повышения несущей способности и рабочих характеристик пружин, и может быть применено в отраслях промышленности, изготавливающих и применяющих пружины - на предприятиях ВПК, машиностроения, авиастроения, автомобильной промышленности, сельхозмашиностроения.

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. Известно также устройство по заявке № 2007109504 [12, с.72 73].

Наиболее близким являются устройство по заявке № 2007109504, содержащее стакан для установки в нем вкладышей и между ними испытуемой пружины, пуансон с шаровой поверхностью, контактирующей с шаровой поверхностью верхнего вкладыша, нижний вкладыш, причем нижний вкладыш установлен с возможностью вращения относительно оси стакана, а верхний - с возможностями такого вращения и перемещения вдоль оси стакана и возможностью отклонения своей оси от оси пуансона, отличающееся тем, что внутренний диаметр стакана выполнен размером в пределах от диаметра сжатой пружины до диаметра навитой пружины, а на торцах вкладышей выполнены поверхности с упором глубиной не менее чем на высоту витка пружины и повторяющие профиль торцов крайних витков пружины для использования торцевого момента пружины при заневоливании. При приложении нагрузок контактного заневоливания (10 300F₃, где F₃ - сила пружины при максимальной деформации) происходит выбор зазора между витками и сжатие витков по линии их контакта между собой, в результате чего пружина, взаимодействуя с внутренним диаметром стакана и упорами вкладышей, изменяет кривизну витка, отчего пружина раскручивается от возникающего торцевого момента. Если возникающие силы трения между пуансоном, плитой пресса и соответствующими вкладышами стакана не превышают торцевой момент пружины, вкладыши проворачиваются, витки соприкасаются между собой и с внутренним диаметром стакана, после чего производят процесс пластического упрочнения витков пружины осевыми усилиями 10 300F₃. Названное устройство совместно со способом заневоливания по а.с. 486233 были успешно апробированы заявителем при изготовлении части месячной программы пружин 5-7К гидрооткатника полуавтоматической пушки 2А28 изделия БМП-1 [12, с.98 125]. Изготовленные пружины по геометрическим параметрам (смещение витков, бочкообразность, неперпендикулярность торцов) и силовым параметрам (F₂ и F₃) соответствуют жестким требованиям технических условий военного производства.

Однако имеются пружины, к которым не предъявляются жесткие требования по геометрическим и силовым параметрам и для заневоливания которых известная конструкция [12, с.98 125] является трудоемкой в изготовлении и эксплуатации из-за сложной конструкции вкладышей.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков прототипа.

Технический результат достигается за счет новых элементов и их новых связей устройства для контактного заневоливания пружин, а именно: устройство содержит стакан для установки в нем вкладышей и между ними испытуемой пружины, пуансон с шаровой поверхностью, контактирующей с шаровой поверхностью верхнего вкладыша, нижний вкладыш, причем нижний вкладыш установлен с возможностью вращения относительно оси стакана, а верхний - с возможностями такого вращения и перемещения вдоль оси стакана и возможностью отклонения своей оси от оси пуансона, отличающееся тем, что на торцах вкладышей выполнены кольцевые проточки диаметром, равным внутреннему диаметру пружины, глубиной не менее чем на высоту витка пружины с расположенными в проточках упорами высотой, не превышающей высоту торца витка пружины, и внутренний диаметр стакана выполнен размером в пределах от диаметра сжатой пружины до диаметра навитой пружины. Упоры могут быть выполнены в виде запрессованных в проточку или ввернутых штырей или винтов или в виде перемычек в проточках вкладышей.

При приложении нагрузок контактного заневоливания (10 300F₃, где F₃ - сила пружины при максимальной деформации) происходит выбор зазора между витками и сжатие витков по линии их контакта между собой. При этом пружина, взаимодействуя с внутренним диаметром стакана и вкладышами и их упорами, изменяет кривизну витка, отчего пружина раскручивается, а от возникающего торцевого момента вкладыши проворачиваются, витки пружины соприкасаются. Происходит процесс пластического упрочнения пружины под действием осевой нагрузки 10 300F₃.

На фиг.1 представлено сечение устройства; на фиг.2 представлен вид на торец вкладыша устройства с расположенным на кольцевой проточке вкладыша штырем; на фиг.3 представлен вид на торец вкладыша устройства с расположенной на кольцевой проточке вкладыша перемычкой (выступом в проточке).

Устройство состоит из пуансона 1 и стакана 2, в котором размещены испытуемая пружина 4, верхний вкладыш 3 и нижний вкладыш 5. При этом торцы сжатой пружины контактируют с кольцевыми проточками на торцах вкладышей 3 и 5, упираясь торцами витков в упоры 6 вкладышей, а витки контактируют с внутренней поверхностью стакана 2.

Работает устройство следующим образом. Устройство устанавливают на неподвижный стол пресса, а пуансон 1 закрепляют к верхней подвижной плите пресса. В стакан 2 вставляют испытуемую пружину 4 таким образом, чтобы торцы пружины контактировали с кольцевыми проточками торцов вкладышей 3 и 5 и упорами 6 вкладышей. Затем пуансон 1 посредством движения пресса опускают, отчего пружина 4, сжимаясь, увеличивает свой наружный диаметр до тех пор, пока все ее витки не придут в непрерывный контакт с внутренней поверхностью стакана 2. Благодаря контакту торцов пружины с кольцевыми проточками торцов вкладышей 3 и 5 и с расположенными в проточках упорами 6 и контакту витков пружины с внутренней поверхностью стакана сжатая пружина займет правильную геометрическую форму. Благодаря наличию шаровой поверхности на пуансоне 1 и соответствующей шаровой поверхности на верхнем вкладыше 3 усилие пресса равномерно распределится по диаметру сжатой пружины. После требуемой выдержки под осевой нагрузкой величиной 10 300F₃ пуансон поднимают, пружину вынимают из устройства.

Преимущество заявленного устройства относительно известных заключается в простоте конструкций вкладышей, что позволяет считать устройство более экономичным в изготовлении и эксплуатации.

Источники информации

1. А.с. 198747 СССР, Класс 42k, 25, М.Кл. G01m. Приспособление для контактного заневоливания пружин / Крюков Б.Н. - № 813750/25-28; заявл. 10.01.1963; опубл. 24.08.1967. Бюл. № 14 за 1967 г. - 2 с.

2. А.с. 348792 СССР, М.Кл. F16f 1/00. Устройство для контактного заневоливания пружин / Тебенко Ю.М. - № 1318771/25-28; заявлено 07.04.69; опубл. 23.08.72. Бюл. № 25. - 2 с.

3. А.с. 419660 СССР, МПК F16f 1/00. Устройство для контактного заневоливания пружин / Тебенко Ю.М. - № 1857065/25-27; заявл. 15.12.72; опубл. 15.03.74, Бюл. № 10. - 3 с.

4. А.с. 486233 СССР, М.Кл. G01M 13/00, B21F 35/00. Способ заневоливания пружин в обойме / Тебенко Ю.М. - № 1935961/22-02; заявл. 26.06.1973; опубл. 30.06.1983. Бюл. № 24 за 1983 г. - 2 с.

5. А.с. 634684 СССР, М.Кл. F16F 1/04. Устройство для контактного заневоливания пружин / Крюков Б.Н., Вишнев М.И., Вендров И.Я. - № 2443609/25-28; заявл. 19.01.1977; опубл. 25.01.1979. Бюл. № 3. - 2 с.

6. А.с. 815346 СССР, М.Кл. ³ F16f 1/04. Устройство для заневоливания пружин / Тебенко Ю.М. - № 2743747/25-28; заявл. 30.03.79; опубл. 23.03.81, Бюл. № 11 за 1981 г. - 3 с.

7. А.с. 825253 СССР, М.Кл.³ B21F 35/00, F16F 01/00. Устройство для заневоливания пружин / Тебенко Ю.М. - № 2822172/25-12; заявл. 06.08.79; опубл. 30.04.81, Бюл. № 16 за 1981 г. - 3 с.

8. Пат. RU 2251036 С1, МПК F16F 1/04, B21F 35/00. Устройство для контактного заневоливания пружин / Землянушнова Н.Ю. - № 2003130451/11; заявлено 14.10.03; опубл. 27.04.05, Бюл. № 12. - 3 с.

9. Пат. RU 2251037 С1, МПК F16F 1/04, B21F 35/00. Устройство для контактного заневоливания пружин / Землянушнова Н.Ю. - № 2003130491/11; заявлено 15.10.03; опубл. 27.04.05, Бюл. № 12. - 3 с.

10. Пат. RU 2286556 С1, МПК G01M 13/00, F16F 1/04. Устройство для контактного заневоливания пружин / Землянушнова Н.Ю. - № 2005108794/28; заявлено 28.03.2005; опубл. 27.10.2006, Бюл. № 30. - 4 с.

11. Пат. RU 2296968 С2, МПК G01M 13/00, В21F 35/00. Устройство для контактного заневоливания пружин / Землянушнова Н.Ю. - № 2005108799/28; заявлено 28.03.2005; опубл. 10.04.2007, Бюл. № 10. - 5 с.

12. Тебенко Ю.М. Проблемы производства высокоскоростных пружин и пути их решения. Монография. - Ставрополь: ООО «Мир данных», 2007. - 152 с.