Способ заневоливания винтовых пружин сжатия

Способ заневоливания винтовых пружин сжатия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Рй 122920

Класс 42k, 25

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. Н. Шалин и А. М. Епифанов

СПОСОБ ЗАНЕВОЛИВАНИЯ ВИНТОВЫХ ПРУЖИН СЖАТИЯ

Заявлено 6 марта 1959 г. за K 621371 25 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано 3 «Ьюллетене изобретений» .Хз 19 за 1959 г.

При производстве винтовых цилиндрических пружин сжатия обычно применяется операция их заневоливания, проводимая с целью проверки сплошности металла, стабилизации размеров и силовых характеристик пружин, а также с целью создания остаточных напряжений, обуславливающих повышение несущей способности.

Способы заневоливания винтовых пружин сжатия, осуществляемые путем выдержки пружин под нагрузкой, известны.

Основным недостатком этих способов является значительная продолжительность времени выдержки пружин под нагрузкой, а также отсутствие возможности создания остаточных деформаций и повышения несущей способности у пружин, напряжения которых ниже пределов текучести материалов, применяемых для их изготовления.

Предлагаемый способ заневолнвания пружин свободен от этих недостатков. Отличительная особенность этого способа заключается в том, что пружины нагружают силой, вызывающей сжатие соприкасающихся витков до появления заданных остаточных деформаций как самих пружин, так и поверхности витков.

Эта особенность обеспечивает уменьшение времени выдержки пружин под нагрузкой и возможность образования в них остаточных деформаций с низкими напряжениями.

На фиг. 1 и 2 соответственно изображены схемы образования остаточных деформаций по известным и по предложенному способам заневоливания и на фиг. 3 — схема приспособления для сжатия пружин.

Как это видно из схемы, изображенной на фиг. 1, при нагружении

ПРУЖИНЫ С НаПРЯжЕНИЕМ m, (-., (тОЧКа А) Н 1КаКИХ ОСтатОЧ;1ЫХ деформаций и напряжений при разгрузке не образуется и, следовательно, никаких изменений прочности произойти не может. В этом случае остаточный относительный сдвиг a=-m == 0 и остаточная осадка пружины М вЂ” — О.

Если же заневоливанию подвергается пружина, расчетное напряжение которой -.m., ) -,, то процесс следует представлять протекающим по той же кривой до точки С. Очевидно, что при разгрузке образуется № 122920

ОСтатОЧНая ДЕфОРМЯЦИЯ orm, КОТОРая И бУДЕт ХаРаКтЕРИЗОВатЬ ОСаДКУ

М пружины,.в процессе заневоливания.

При предложенном способе заневоливания, сводящемся к добавочному сжатию витыов осевой силой, процесс деформации можно рассматривать протекающим по той же кривой.

Еслй -,?Q,. то за счет возникающих контактных напряжений. процесс можно представлять протекающим, например, до точки Д (фиг.

2), в результате чего возникает эквивалентное напряжение энв, ) и, очевидно, в этом случае, независимо от соотношения - m, ( остаточная деформация в момент разгрузки образуется и величины последней;ос,, и Л(будут определяться степенью добавочного сжатия.

Если же добавочному сжатию будет подвергаться пружина с напряжениями -. ) -, то остаточная деформация сложится из двух составляющих, первая из которых будет отвечать напряжению -.,, (обычное заневоливание), а вторая будет зависеть от уровня эквивалентного напряжения, вызванного контактными реакциями. На фиг. 2 этот случай показан протекшим до точки Е, которой отвечает эквивалентное напряЖЕНИЕ элэ И ОСтатОЧНЫЕ ДЕфОРМаЦИИ сс;л рэm И Afg + Л14.

Можно заключить, что характерным свойством известных способов заневоливания служит зависимость величин остаточных деформаций от уровней напряжений сдвига, возникающих в момент сжатия пружин до соприкосновения витков.

Поскольку при этом последние напряжения назначаются в широких пределах, постольку и остаточные деформации либо не возникают вообще, либо приобретают случайное, соподчиненное развитие.

С этой точки зрения известные способы не могут служить средством широкого и наиболее полного использования эффекта упрочнения, обеспечиваемого возникновением в металле благоприятной системы остаточных напряжений.

Дополнительная прессовка пружин после момента их сжатия до соприкосновения витков содержит все условия для расчетного определения величин остаточных деформаций.

Одна из возможных схем приспособления для выполнения операции прессовки приведена на фиг. 3.

Добавочное сжатие витков в принципе может быть осуществлено как статическим способом с применением прессов различных конструкций, так и ударным способом с помощью различных копров.

Для иллюстрации описанных положений ниже приводятся экспериментальные данные статической прессовки двух конструкций пружин, имевших расчетные напряжения ml —— 50 кг/мм (меньше,) и -.т

140 кг/мм (больше, ). Остальные параметры опытных образцов, а именно: диаметр проволоки, диаметр пружин, число витков и твердость — были одинаковы.

Перед выполнением прессовки пружины были подвергнуты обычному заневоливанию, причем у первой конструкции при my — — 50 кг!Мм ссадок не наблюдалось и Л11 — — О, в то время, как у второй конструкции при

Из общих соображений можно заключить, что величины осадок должны определяться размерами проволоки, расчетными напряжениями. числом витков, индексом пружин, твердостью металла, а также продолжительностью выдержки в сжатом состоянии и силами сжатия.

Полученные опытным путем данные свидетельствуют о том, что Ilpll выполнении заневоливания по новому способу операция будет протекать быстро и не потребует фиксации пружин в сжатом состоянии на продолжительное время. Таким образом заневоливание по предлагаемому способу значительно сократит производственный цикл. № 122920

Кроме описанного назначения, одним из возможных направлений использования нового способа является добавочная стабилизация пружин, работающих при высоких температурах.

Известно, что в настоящее время для этой цели применяется горячее обжатие, выполняемое путем сжатия нагретых пружин или нагрева сжатых пружин. Можно, однако, такую операцию легко заменить прессовкой холодных пружин, вызывая как аналогичные, так и более высокие осадки, ° ем отвечающие нагреву при той или иной температуре.

В равной степени новый способ может быть использован для ускорения очень длительно протекающих процессов остаточных деформаций при разных исследовательских работах по изучению влияния различных материалов и способов обработки на релаксационные свойства как при нормальных, так и при повышенных температурах.

Совершенно самостоятельным направлением использования новога способа заневоливания является повышение живучести пружин, работающих при высоких скоростях удара.

Предмет изобретения

Способ заневоливания винтовых пружин сжатия путем выдержки их под нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени выдержки пружин под нагрузкой и образования остаточных деформаций пружин с низкими напряжениями, пружины нагружают -силой, вызывающей сжатие соприкасающихся витков до появления заданных остаточных деформаций как самих пружин. так и поверхности витков. № 122920

Фиг. стиг. Ю, Оетр

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор Л. Г. Голандский Гр. 172

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14. oem>

Фиг 2

11нформационно-издательский отдел.

Об нем 0,34 п, л. Лак. 7758

Подп. к псч. 26.!Х-59 г.

Тираж 840 Цена 50 коп.