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, причем стакан выполнен с размером внутреннего диаметра в пределах от диаметра сжатой пружины до диаметра навитой пружины, а на торцах вкладышей выполнены поверхности с упором, повторяющие профиль торцов крайних витков пружины и с глубиной не менее высоты витка пружины, отличающееся тем, что упоры вкладышей в месте их контакта с первым рабочим витком пружины выполнены со скругленными краями для исключения оставления ими вмятин на первых рабочих витках пружины и исключения поломки первых витков пружины при эксплуатации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для повышения ресурса пружин методом пластической обработки 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 [1, 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, повторяющие профиль торцов крайних витков пружины для использования торцевого момента пружины при заневоливании.

При испытаниях данного устройства было отмечено, что образовавшийся при обработке вкладышей острый край их упоров оставляет острые вмятины на первых рабочих витках пружины, перерезая таким образом волокна металла, отчего создаются предпосылки для развития трещины и разрушения пружины при эксплуатации.

Техническим результатом изобретения является совершенствование устройства и повышение ресурса пружин.

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, а на торцах вкладышей выполнены поверхности с упором глубиной не менее чем на высоту витка пружины и повторяющие профиль торцов крайних витков пружины, и отличается тем, что край упоров вкладышей скруглен в месте их контакта с первым рабочим витком для исключения появления вмятин на рабочих витках пружины при контактном заневоливании.

При приложении нагрузок контактного заневоливания (10 300F₃) происходит выбор зазора между витками и сжатие витков по линии их контакта между собой, в результате чего пружина, изменяя кривизну витка, взаимодействует с внутренним диаметром стакана и упорами на торцах вкладышей. Зажатые сопрягаемыми поверхностями вкладышей и торцами их упоров витки соприкасаются между собой и с внутренним диаметром стакана. После чего производят процесс пластического упрочнения витков пружины осевыми усилиями величиной 10 300F₃. При этом скругленный край упоров вкладышей не касается витков пружины и поэтому не оставляет вмятин на рабочих витках.

Благодаря этому совершенствованию устройства металл витков не перерезается, что способствует увеличению ресурса пружин, в том числе работающих с ударным или силовым контактом витков.

На фиг.1 представлено устройство; на фиг.2 представлен вид А.

Устройство состоит из пуансона 1 и стакана 2, в котором размещены испытуемая пружина 3, верхний вкладыш 5 и нижний вкладыш 6. При этом торцы сжатой пружины контактируют с соответствующими поверхностями и упорами 4 на торцах вкладышей 5 и 6, 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 3 таким образом, чтобы торцы пружины контактировали с сопрягаемыми поверхностями и упорами 4 торцов вкладышей 5 и 6. Затем пуансон 1 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. Благодаря контакту торцов пружины с упорами торцов вкладышей и контакту витков пружины с внутренней поверхностью стакана сжатая пружина займет правильную геометрическую форму. Благодаря наличию шаровой поверхности на пуансоне 1 и верхнем вкладыше 5 усилие пресса равномерно распределится по диаметру сжатой пружины через сопрягаемые поверхности вкладышей. При этом скругленный край упора вкладышей не касается первого рабочего витка и не оставляет на нем вмятины. После требуемой выдержки под нагрузкой пуансон поднимают, пружину вынимают из устройства.

Преимущество заявленного устройства относительно известных заключается в том, что скругленный край упора вкладыша не оставляет вмятин на первых рабочих витках пружины при контактном заневоливании для исключения поломки первых витков пружин при эксплуатации и увеличения их ресурса.

Источники информации

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

2. Крюков Б.Н. О влиянии контактных напряжений от соударения витков пружин на их живучесть. / Б.Н.Крюков // Производственно-технический бюллетень. - 1977. - № 4. - С.58-61.