RU2091629C1

RU2091629C1 - Leaf spring

Info

Publication number: RU2091629C1
Authority: RU
Inventors: Георгий Петрович Савин
Original assignee: Георгий Петрович Савин
Priority date: 1992-02-25
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 1997-09-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: leaf spring has one or several leaves of cross section constant in length placed one on the other. Each leaf has longitudinal trapezoidal groove at side of extension and trapezoidal longitudinal projection at side of compression. Depth of groove is made smaller than and width greater than corresponding dimensions of projection. Depth of groove is equal to 0.05-0.44 of maximum thickness of leaf, width is 0.15-0.45 of leaf width, and ratio of groove width and projection width is within 0.05-0. 07 of leaf width. Sides of groove at smaller base are made at acute angle to neutral axis, angle being smaller than acute angle at smaller base of trapezoidal projection. Cover plate on side pointed to main leaf has projection whose cross section is similar to section of leaf at compression side. Clips are installed with clearance relative to main leaf at extension side. Side sections of each spring leaf in length and width are made in form of equal resistance beam. EFFECT: improved quality of springs. 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и касается листовых рессор транспортных средств. The invention relates to mechanical engineering and relates to leaf springs of vehicles.

Известен лист для рессоры, имеющий поперечное сечение в виде многоугольника, ограниченного двумя параллельными основаниями разной длины и боковыми сторонами, каждая из которых включает отрезок, отходящий от меньшего основания перпендикулярно ему, и сопряженный с этим отрезком наклонный отрезок, концы которого расположены на одинаковом расстоянии от средней линии, проходящей параллельно основаниям [1]
Недостатком этого технического решения является неэффективное использование материала листа рессоры из-за вредного влияния контактного трения на материал со стороны растяжения листа, снижения вредного действия которого эта конструкция не предусматривает.A known leaf for a spring having a cross section in the form of a polygon bounded by two parallel bases of different lengths and sides, each of which includes a segment extending from the smaller base perpendicular to it, and an inclined segment connected to this segment, the ends of which are located at the same distance from midline running parallel to the bases [1]
The disadvantage of this technical solution is the inefficient use of the material of the leaf of the spring due to the harmful effects of contact friction on the material from the side of the stretching of the sheet, to reduce the harmful effects of which this design does not provide.

Прототипом выбрана конструкция рессоры с рессорным листом, в котором кривизна среднего участка канавки на стороне растяжения и выступа на стороне сжатия описана одним радиусом на длине 0,4-0,5 его ширины и эффективность достигается за счет симметричного расположения нейтральной оси относительно наиболее удаленных прямолинейных участков и за счет удержания смазки между листами путем уплотненного сопряжения листов друг с другом [2]
Недостатком рессоры является то, что в условиях эксплуатации практически невозможно предохранить места трения от песка и грязи, что превращает смазку, надежно удерживаемую между листами за счет уплотненного сопряжения листов, в абразивную пасту, ускоряющую износ листов.The prototype is the design of the spring with a spring sheet in which the curvature of the middle section of the groove on the extension side and the protrusion on the compression side is described by a single radius over a length of 0.4-0.5 of its width and the efficiency is achieved due to the symmetrical arrangement of the neutral axis relative to the most distant rectilinear sections and by retaining lubricant between the sheets by tightly mating the sheets to each other [2]
The drawback of the spring is that it is practically impossible to protect the places of friction from sand and dirt under operating conditions, which turns the lubricant, which is firmly held between the sheets due to the densified mating of the sheets, into an abrasive paste that accelerates the wear of the sheets.

Кроме того, при наложении листов такой конструкции друг на друга имеет место контактное трение, вызывающее снижение долговечности рессоры. In addition, when superimposed sheets of this design on top of each other there is contact friction, causing a decrease in the durability of the spring.

Цель изобретения снижение материалоемкости рессоры и повышение долговечности листов рессоры за счет замедления уменьшения момента инерции сечения от истирания листов в процессе эксплуатации. The purpose of the invention is to reduce the material consumption of the spring and increase the durability of the spring sheets by slowing down the reduction of the moment of inertia of the section from abrasion of the sheets during operation.

Сущность данного изобретения состоит в том, что в поперечном сечении листа канавка со стороны растяжения и соответствующий выступ со стороны сжатия выполнены трапециевидной формы, глубина канавки составляет 0,05-0,55 толщины листа и ширина 0,15-0,45 ширины листа, т.е. 0,05-0,55 Н, b₂ 0,15-0,45 B, разница между шириной канавки и шириной выступа, зазор, составляет 0,05-0,07 ширины листа, т.е. b₂ b₁ 0,05-0,07 B, боковые стороны канавки и соответствующего выступа выполнены под разными углами: острый угол при меньшем основании трапециевидной канавки меньше острого угла при малом основании трапециевидного выступа, накладка на сопрягающейся с коренным листом стороне выполнена с выступом, профиль которого в поперечном сечении соответствует профилю сечения листа со стороны сжатия или выполнен близким к нему, стяжные элементы листов хомуты, расположенные со стороны растяжения коренного листа, установлены относительно стороны растяжения коренного листа с зазором: меньшим в зоне дна канавки и большим в зоне боковых сторон канавки и боковых участков листа, боковые участки листа выполнены постоянной или переменной толщины, включая выполненные в виде балки равного сопротивления как по длине листа, так и боковых участков (на длине C₁ + C₂) по ширине листа.The essence of this invention lies in the fact that in the cross section of the sheet, the groove on the tensile side and the corresponding protrusion on the compression side are trapezoidal, the depth of the groove is 0.05-0.55 of the thickness of the sheet and the width of 0.15-0.45 of the width of the sheet, those. 0.05-0.55 N, b ₂ 0.15-0.45 B, the difference between the width of the groove and the width of the protrusion, the gap is 0.05-0.07 of the sheet width, i.e. b ₂ b ₁ 0.05-0.07 B, the sides of the groove and the corresponding protrusion are made at different angles: an acute angle with a smaller base of the trapezoid groove is less than an acute angle with a small base of the trapezoid protrusion, the patch on the side mating with the root sheet is made with a protrusion , the profile of which in cross section corresponds to the section profile of the sheet from the compression side or is made close to it, the clamping elements of the sheets, clamps located on the extension side of the root sheet, are installed relative to the extension side I of the root sheet with a gap: smaller in the area of the bottom of the groove and larger in the area of the lateral sides of the groove and the side sections of the sheet, the side sections of the sheet are made of constant or variable thickness, including those made in the form of a beam of equal resistance both along the length of the sheet and the side sections (on length C ₁ + C ₂ ) across the width of the sheet.

На фиг. 1 показана рессора, состоящая из пяти листов; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 то же, вариант. In FIG. 1 shows a five-leaf spring; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; figure 4 is the same option.

На фиг.1 имеются следующие обозначения:
1 ось или мост для транспортного средства;
2 стремянка для крепления рессоры к мосту;
3 накладка;
4 подкладка;
5 лист для рессоры;
6 стяжной элемент листов хомут.Figure 1 has the following notation:
1 axis or bridge for the vehicle;
2 step-ladder for fastening springs to the bridge;
3 overlay;
4 lining;
5 leaf for spring;
6 clamping element sheets clamp.

Листы рессоры по длине выполнены постоянного сечения и соединены между собой центральным болтом. The spring leaves are made in constant cross section along the length and are interconnected by a central bolt.

На фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1. Накладка 3 в сечении выполнена с таким профилем, какой имеет рессорный лист со стороны сжатия. Figure 2 shows a section aa in figure 1. The patch 3 in cross section is made with such a profile as has a spring sheet on the compression side.

На фиг.3 показано сечение Б-Б. Имеются следующие обозначения:
7 скоба;
8 болт с гайкой;
9 сухарь;
10 распорная трубка;
11 первый лист коренной.Figure 3 shows a section bB. The following designations are available:
7 bracket;
8 bolt with nut;
9 cracker;
10 spacer tube;
11 first root leaf.

На фиг.4 показан лист рессоры со следующими обозначениями:
Н наибольшая толщина листа;
В ширина листа;
b₁ ширина выступа на стороне сжатия;
b₂ ширина дна канавки со стороны растяжения;
C₁ первый наклонный отрезок;
C₂ второй наклонный отрезок;
C₃ сторона канавки со стороны растяжения;
h₁ толщина листа на боковой стороне листа;
h₂ расстояние по вертикали от опоры выступа до конца наклонного отрезка C₁;
h₃ глубина канавки;
α₁ угол наклона боковой стороны выступа на стороне сжатия листа;
α₂ угол наклона боковой стороны канавки на стороне растяжения листа.Figure 4 shows a leaf spring with the following notation:
H is the largest thickness of the sheet;
In sheet width;
b _{1 the} width of the protrusion on the compression side;
b _{2 the} width of the bottom of the groove from the tensile side;
C _{1 the} first inclined segment;
C _{2 the} second inclined segment;
C ₃ groove side on the extension side;
h _{1 the} thickness of the sheet on the side of the sheet;
h _{2 the} vertical distance from the support of the protrusion to the end of the inclined segment C ₁ ;
h ₃ groove depth;
α _{1 the} angle of inclination of the lateral side of the protrusion on the compression side of the sheet;
α _{2 the} angle of inclination of the side of the grooves on the side of the stretch of the sheet.

Лист имеет поперечное сечение в виде многоугольника, боковая сторона листа, со стороны сжатия, выполнена из наклонного отрезка C₁, другой конец которого отстоит от меньшего основания на 0,5-0,6 наибольшей толщины листа H и сопряжен с другим наклонным отрезком C₂.The sheet has a cross-section in the form of a polygon, the side of the sheet, on the compression side, is made of an inclined segment C ₁ , the other end of which is 0.5-0.6 times the maximum thickness of the sheet H and is paired with another inclined segment C ₂ .

Другой конец наклонного отрезки C₂ находится на расстоянии 0,3 наибольшей толщины H от стороны растяжения. Наклон отрезка C₂ обеспечивает работу рессорного листа в поперечном отношении при изгибе листа как балка равного сопротивления или близко к ней и низкие напряжения в сечении листа.The other end of the inclined segment C ₂ is at a distance of 0.3 of the greatest thickness H from the tensile side. The slope of the segment C ₂ ensures the operation of the spring sheet in the transverse relation when bending the sheet as a beam of equal resistance or close to it and low stresses in the section of the sheet.

Угол α₁ может выполняться в пределах 25-85^o и угол α₂ в пределах 20-80^o соответственно.The angle α ₁ can be performed within 25-85 ^o and the angle α ₂ within 20-80 ^o, respectively.

Для обеспечения технического результата при использовании приведенной конструкции листа и рессоры в целом необходимым является выполнение накладки со стороны сопряжения с коренным рессорным листом такого же поперечного сечения, какое имеет сторона сжатия рессорного листа или близко к ней. To ensure a technical result when using the design of the sheet and the spring as a whole, it is necessary to carry out the lining on the side of mating with the root spring sheet of the same cross section as the compression side of the spring sheet has or close to.

Также необходимо выполнить и стяжной элемент листов хомут с обеспечением контактного трения на стороне растяжения при работе рессоры только по дну канавки. It is also necessary to perform the clamping element of the clamp sheets providing contact friction on the tensile side during spring operation only along the bottom of the groove.

При изготовлении подрессорников из предложенной конструкции профиля рессорного листа выполнение хомутов необязательно. In the manufacture of springs from the proposed design of the profile of the spring leaf, the execution of clamps is optional.

Предусматривающееся плоскими дно канавки на стороне растяжения и соответственно вершина выступа на стороне сжатия могут выполняться, если рассматривать в поперечном сечении листа и криволинейными. The flat bottom of the groove on the extension side and, accordingly, the tip of the protrusion on the compression side can be performed, if viewed in the cross section of the sheet and curved.

Экономический эффект состоит в уменьшении материалоемкости примерно на 25% и повышении долговечности рессор примерно на 30% The economic effect consists in reducing material consumption by about 25% and increasing the durability of springs by about 30%

Claims

A leaf spring containing one or more superimposed sheets of constant cross-sectional length, each of which has a trapezoidal shaped groove on the extension side, and a trapezoidal profile protrusion on the compression side, an overlay installed on the extension side of the root sheet, clamps and coupling elements for fastening the springs to the shock-absorbing object, characterized in that on each sheet the depth of the groove is made smaller and the width is greater than the corresponding dimensions of the protrusion on the side with Atia, the depth of the groove is 0.05 0.44 of the maximum thickness of the sheet, the width is 0.15 0.45 of the width of the sheet, the ratio of the width of the groove to the width of the protrusion is selected within 0.05 0.07 of the sheet width, the sides of the groove with a smaller trapezoid base made at an acute angle to the neutral axis, less than an acute angle with a smaller base of the trapezoidal protrusion, the overlay on the side facing the root sheet is made with a protrusion, the cross section of which is similar to the section profile of the sheet on the compression side, the clamps are installed relative to the root sheet and on the tensile side with a gap relative to the bottom of the groove smaller than relative to the side sections of the root sheet, and the side sections of each spring sheet along its length are made of variable thickness, including in the form of a beam of equal resistance.