RU1768808C

RU1768808C - Coil spring of polymer

Info

Publication number: RU1768808C
Application number: SU914900482A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Рогов
Original assignee: Университет дружбы народов им.Патриса Лумумбы
Priority date: 1991-01-08
Filing date: 1991-01-08
Publication date: 1992-10-15

Abstract

Использование: в машиностроении. Сущность изобретени : винтова пружина из полимера предварительно напр жена и свита из жил, соединенных между собой св зующим, кажда из которых представл ет собой в поперечномсечениитреугольник, уменьшающийс по размерам от центра к пеоиферии. 2 ил.Usage: in mechanical engineering. SUMMARY OF THE INVENTION: a polymer coil spring is prestressed and a retinue of cores connected by a binder, each of which is a triangular cross-section, decreasing in size from the center to peoiferia. 2 ill.

Description

Изобретение относитс к детал м машин и может быть использовано в качестве пружины, обладающей высокой прочностью и малым весом.The invention relates to machine parts and can be used as a spring having high strength and low weight.

Известны витые цилиндрические пружины , выполненные в виде спиральных витков металлической проволоки.Known coil cylindrical springs made in the form of spiral turns of a metal wire.

Наиболее близкой к за вл емому техническому решению вл етс пружина, содержаща спиральные многожильные витки.Closest to the claimed technical solution is a spring containing spiral multi-strand coils.

Пружина имеет р д существенных недостатков , а именно:The spring has a number of significant disadvantages, namely:

-пружина имеет ограниченный запас прочности;-spring has a limited margin of safety;

-пружина имеет высокий вес и не может быть использована в авиации, космической технике и т. д.- The spring has a high weight and cannot be used in aviation, space technology, etc.

-под действием нагрузки отдельные витки проволоки перемещаютс друг относительно друга, что снижает упругие свойства пружины;- under the action of the load, individual turns of wire are moved relative to each other, which reduces the elastic properties of the spring;

-при нагрузке материал пружины работает неравномерно, осевое сечение не нагружено , а наружное-воспринимает максимальную нагрузку;- under load, the spring material does not work uniformly, the axial section is not loaded, and the outer one accepts the maximum load;

- при высокочастотных нагрузках в наружных сло х образуютс трещины, и пру- жина выходит из стро .- under high-frequency loads, cracks form in the outer layers and the spring breaks down.

Цель изобретени - повышение прочности пружины.The purpose of the invention is to increase the strength of the spring.

Указанна цель достигаетс тем, что винтова пружина из полимера имеет предварительное напр жение и свита из жил, соединенных между собой св зующим, кажда из которых в поперечном сечении представл ет собойтреугольник, уменьшающийс по размерам от центра к периферии.This goal is achieved in that the coil spring of polymer has a prestress and a retinue of cores connected by a binder, each of which in cross section is a triangle, decreasing in size from the center to the periphery.

На фиг, 1 представлен общий вид пружины , на фиг. 2 - поперечный разрез спирали .FIG. 1 is a perspective view of the spring; FIG. 2 - cross section of a spiral.

Пружина имеет спиральные витки 1, выполненные из полимерных жил 2, имеющих поперечное сечение в виде равностороннего треугольника и жестко соединенных между собой полимерным св зующим . Поперечное сечение жил 2 уменьшаетс от центра к периферии витков 1. Угол свивки жил 2 равен 45°, а волокна наход тс в предварительно напр женном соСThe spring has spiral coils 1 made of polymer cores 2 having a cross section in the form of an equilateral triangle and rigidly interconnected by a polymer binder. The cross section of the cores 2 decreases from the center to the periphery of the turns 1. The twist angle of the cores 2 is 45 °, and the fibers are in a prestressed coC

сто нии. В качестве материала волокон может быть выбран базальт, который в 4 раза легче металла, обладает высокой прочностью на раст жение и легко прот гиваетс через фильеры любого профил до толщины 0,05-2 мкм, при этом структура не имеет дефектов. В качестве материала может быть использовано и углеволокно. Поперечное сечение в виде равностороннего треугольника обеспечивает максимальную же- ст кость, большую поверхность контакта, возможность создать плотную упаковку, т. е. уменьшить слой св зующего между волокнами , что увеличивает прочность. В центре при нагрузке напр жение минимальное - жилы 2 более толстые, на периферии напр жение максимальное - большое число тончайших волокон -максимальна прочность . Угол расположени жил 2 45°, что соответствует направ ению касательных напр жений при кручении.one hundred. As the fiber material, basalt can be selected, which is 4 times lighter than metal, has high tensile strength and easily extends through dies of any profile to a thickness of 0.05-2 microns, and the structure has no defects. Carbon fiber can also be used as a material. A cross section in the form of an equilateral triangle provides maximum stiffness, a large contact surface, the ability to create a tight package, that is, to reduce the layer of binder between the fibers, which increases the strength. In the center under load, the voltage is minimal - the conductors 2 are thicker, on the periphery the voltage is maximum - a large number of the thinnest fibers - maximum strength. The angle of the wires is 2 45 °, which corresponds to the direction of the tangential stresses during torsion.

Пружину изготавливают следующим образом:The spring is made as follows:

На приспособлении или на оправке производ т навивку жил 2, смачива их св - зующим, например эпоксидной или полиэфирной смолами. Жилы 2 наход тс в раст нутом состо нии, лишнее св зующее выдавливаетс и удал етс . После отвердевани смолы пружина готова к работе. Жи- The cores 2 are wound on the tool or on the mandrel, wetting them with a binder, for example epoxy or polyester resins. The cores 2 are in an extended state, the excess binder is extruded and removed. After the resin has solidified, the spring is ready for use. Living

лы 2 при этом зафиксированы в напр женном состо нии. При работе внешним силам необходимо преодолеть предварительное напр жение, после чего в волокнах создаетс активное напр жение. В зависимости от вида пружины (раст жени или сжати ) создаетс предварительное напр жение сжати или раст жени .In this case, the channels 2 are fixed in the stress state. When working with external forces, it is necessary to overcome the prestress, after which an active stress is created in the fibers. Depending on the type of spring (tension or compression), preload stresses of compression or tension are created.

Пружина работает следующим образом:The spring works as follows:

Под действием нагрузки, котора стремитс раст нуть жилы 2 и произвести их относительное перемещение, деформаци отсутствует. Это происходит из-за высокой прочности волокон и св зующего. Кроме того , сам материал хорошо демпфирует колебани , особенно на границах сред св зующее - волокно, Наибольший эффект имеет место при высокочастотных силовых воздействи х на пружину.Under the action of the load, which tends to stretch the cores 2 and make their relative movement, there is no deformation. This is due to the high strength of the fibers and the binder. In addition, the material itself damps vibrations well, especially at the boundaries of the media, the binder is fiber. The greatest effect occurs with high-frequency forces acting on the spring.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A polymer coil spring, characterized in that, in order to increase strength, the spring is prestressed and a retinue of cores connected by a binder, each of which in cross section is a triangle, decreasing in size from the center to the periphery.

fii / g. 2