Трубчатая (бурдоновская) пружина для манометров высокого давления

Трубчатая (бурдоновская) пружина для манометров высокого давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

!

КЛаСС 42k, 8

СССР

Ф М \

И 64233

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Трубчатая (бурдоновская) пружина для манометров высокого давления

Заявлено 17 апреля 1943 года в Комитет по делам мер и измерительных приборов при СНК СССР за K 334-05 (321937) Опубликовано 31 января 1945 года

Обычно для манометров применяются трубчатые (бурдоновские) .пружины, показанные на фиг. 1, с формой сечения, представляющей собой эллипс или овал, причем толщина стенок по всему сечению— одинакова. Технология изготовления трубчатых пружин такова, что обусловливает повышение прочности материала по плоским сторонам сечения (по концам малой оси а) вследствие их нагартовки, и одновременно ослабление ребер, закругленных сторон сечения (по концам

-большой оси b) по причине деформации материала при обжатии выше предела текучести, причем это ослабление не может быть скомпенсировано даже термообработкой.

В то же время известно, что раскручивание пружины под действием давления связано с возникновением напряжений по сечению пружины: напряжения находятся в зоне сечения по концам большой оси, что подтверждается теорией и опытом (при перегрузке пружины лопаются именно по ребрам). Ослабление сечения пружины, вследствие особенностей применяемой технологии, по ребрам, где как раз сосредоточиваются наиболее опасные максимальные напряжения, может быть скомпенсировано соответственным утолщением стенок ее, расположенных по концам большой оси эллипса, как это показано на фиг. 2.

Трубчатая пружина с сечением, представленным на фиг. 2, и является предметом настоящего изобретения.

По данным, приведенным в специальной литературе, а также из практики хорошо известно, что характер распределения напряжений по сечению в сильной степени зависит от формы сечения пружинь:: от толщины стенок, от кривизн; стенок, радиуса закругленмя ребер, отношения осей сечения и т. д. Например, по данным, приведенных;

Феодосьевым в его работе «Расчег тонкостенных трубок Бурдона эллиптического сечения энергетическим методом» (Оборонгиз, 1940 г.), у тонкостенных пружин меридиональные напряжения сосредоточиваются в зонах по большой оси и в некоторой степени — по малой ос (иллюстрация такого частного случая дана на фиг. 35, стр. 25 указанной работы), у толстостенных же пружин максимальные меридиональные напряжения находятся в зоне по концам большой оси и совмещаются с максимумом кольцевых на№ С14233

Техн редактор М. В. Смольякова (амтв. редактор Д. А. Михайлов

Л123569 Подписано к печати 13/3 П-1946 г. Тираж 600 эка. т

Цена 65 к. Зак. 105

Типография Госпланиздата, им. Всровского, Калуга прнжений. Но при всем многообразии форм сечения пружин, из которых многие формы создают специфический, отличительный эффект, максимальные напряжения, наиболее опасные и разрывающие пружину при перегрузке, сосредоточиваются именно по концам большой оси сечения. Эти же напряжения обусловливают и наступление предела пропорциональности пружины при повышенном давлении.

Следовательно, чем толще будут стенки пружины в зоне действия макоимальных |напряжений, тем большим напряжениям может сопротивляться материал, тем выше будет предел пропорциональности пружины, тем на большее давление может быть применена пружина.

Однако с повышением толщины стенок равномерно по всему сече. нию резко падает чувствительность пружины (см., например, «Измерение давления» 5Коховского и Разумихина, ст. 63); именно из-за этого — вследствие падения чувств ительности и увеличения гистерезиса с повышением толщины стенок— не удается до оих пор создать трубчатую пружину на давление свыше 5000 кг/см («Физика высоких давлений», Бриджмен, стр. 71).

Отсюда следует, что для достижения требуемого технического эффекта — повышения предела пропорционалыности при сохранени|и чувствительности — увеличивать толщину стенок следует только по ребрам, а не по всему сечению, чтобы не понизить чувствительности пружины, величины удельного перемещения конца.

Предмет изобретения

Трубчатая (бурдоновская) пружина для манометров высокого давления, имеющая эллипсоидальное сечение., отличающаяся тем, что, с целью обеспечения повышения предела пропорциональности и запаса прочности с сохранением чувствительности пружины, стенки ее, расположенные по концам большой оси эллипса, т. е. в зоне действия налбольших разрывных напряжений, выполнены утолщенными.