SU1733757A1 - Disk spring - Google Patents

Disk spring Download PDF

Info

Publication number
SU1733757A1
SU1733757A1 SU904823812A SU4823812A SU1733757A1 SU 1733757 A1 SU1733757 A1 SU 1733757A1 SU 904823812 A SU904823812 A SU 904823812A SU 4823812 A SU4823812 A SU 4823812A SU 1733757 A1 SU1733757 A1 SU 1733757A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
spring
section
cone
cross
stresses
Prior art date
Application number
SU904823812A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Максимович Овчарук
Original Assignee
Херсонский Индустриальный Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Херсонский Индустриальный Институт filed Critical Херсонский Индустриальный Институт
Priority to SU904823812A priority Critical patent/SU1733757A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1733757A1 publication Critical patent/SU1733757A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/32Belleville-type springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Springs (AREA)

Abstract

Изобретение м.б. использовано в пружинных амортизаторах, аккумул торах механической энергии, упругих опор и других устройствах, Придание сечению пружины клиновидной формы и более равномерного распределени  в сечении напр жений позвол ет повысить ее эластичность, статическую прочность и энергоемкость. 1 ил.Invention m. Used in spring shock absorbers, mechanical energy accumulators, elastic supports and other devices. Making the spring section wedge-shaped and more evenly distributed in the cross section of stresses increases its elasticity, static strength and power consumption. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к технологическим, энергетическим , транспортным машинам, и может быть использовано при создании пружинных амортизаторов,аккумул торов механической энергии, упругих опор, средств силового замыкани , в вибраторах, ударниках и т.д.The invention relates to mechanical engineering, in particular to technological, energy, transport machines, and can be used to create spring absorbers, mechanical energy accumulators, elastic supports, power closures, vibrators, impactors, etc.

Известна тарельчата  пружина, кольцевидное рабочее тело которой имеет пр мо- угольное сечение. Размеры пружины (толщина кольца, внутренний диаметр, конусность ) оптимизированы, что позвол ет повысить удельную энергию деформации по сравнению со стандартной серией пружин на 5-8%.A known spring is a spring, the annular working body of which has a rectangular cross-section. Spring dimensions (ring thickness, internal diameter, taper) are optimized, which allows to increase the specific strain energy compared to the standard series of springs by 5-8%.

Однако технические характеристики указанной пружины остаютс  ограниченными: малы прогиб и удельна  энерги  деформации , велик коэффициент жесткости, понижена прочность при статических нагрузках , что св зано с резкой неравномерностью напр жений в теле пружины: в угловых точках пр моугольного сечени  (см. фиг.) они соотнос тс  в среднем как числа 1,4:1:0,74:0,44(единицей представлены максимальные напр жени , определ ющие усталостность , прочность пружины, а числом 1,4-максимальные напр жени  сжати , определ ющие ее статическую прочность.However, the technical characteristics of the specified spring remain limited: the deflection and specific deformation energy are small, the stiffness coefficient is high, the strength is reduced under static loads, which is associated with sharp uneven stresses in the spring body: at the corner points of the rectangular section (see fig.) the ratio is on average as the numbers 1.4: 1: 0.74: 0.44 (the unit represents the maximum stresses that determine fatigue, the strength of the spring, and the number 1.4 is the maximum compressive stresses that determine its static strength.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции по своей технической сущности  вл етс  тарельчата  пружина, поперечное сечение которой имеет такую же пр моугольную форму, но с фасками в угловых точках А и С и с радиусными округлени ми во всех углах, которые несколько снижают максимальные напр жени  сжати  и уменьшают концентрацию напр жений в углах.Closest to the proposed construction, by its technical essence, is a spring spring, the cross section of which has the same rectangular shape, but with chamfers at the corner points A and C and with radius rounded corners at all angles, which somewhat reduce the maximum compressive and reduce stress concentration in the corners.

Однако эта пружина имеет недостатки, заключающиес  в большой жесткости пружины и низкой удельной (в расчете на единицу объема тела) энергии деформации, возникающие в св зи с большой неравномерностью напр жений в поперечном сечении тарелки. Жесткость пружины увеличена еще и тем, что действующие на нее силы смещены от углов А и С к центру т жести поперечного сечени  кольца, относительные перемещени  точек их приложени  меньше.However, this spring has drawbacks consisting in high spring stiffness and low specific (per unit volume of the body) strain energy arising in connection with a large non-uniformity of stresses in the cross-section of the plate. The stiffness of the spring is also increased by the fact that the forces acting on it are shifted from the angles A and C to the center of gravity of the cross section of the ring, the relative displacements of their points of application are smaller.

Цель изобретени  - увеличение эластичности (прогибов) пружины, ее статичеыThe purpose of the invention is to increase the elasticity (deflection) of the spring, its static

СА СО XI СЛ 4SA CO XI SL 4

ской прочности и энергоемкости при ограниченных размерах.durability and energy consumption with limited dimensions.

На чертеже изображена тарельчата  пружина, общий вид.The drawing shows a spring belt, a general view.

Пружина имеет форму конусообразного кольца с радиальным сечением, сужающимс  от периферии к оси, максимальна  толщина h на максимальном пружинном диаметре D переходит в толщину hi на внутреннем диаметре d.The spring has the shape of a cone-shaped ring with a radial cross-section narrowing from the periphery to the axis, the maximum thickness h at the maximum spring diameter D changes into thickness hi at the internal diameter d.

Пружина работает следующим образом .Spring works as follows.

Под действием сил Р, распределенных по внутреннему контуру пружины сверху, и сил Q, распределенных по ее внешнему контуру снизу, пружина измен ет форму так, что лини  ВС приближаетс  к горизонтали. Максимальный прогиб пружиныUnder the action of the forces P distributed over the internal contour of the spring from above, and the forces Q distributed along its external contour from the bottom, the spring changes its shape so that the BC line approaches the horizontal. Maximum spring deflection

fm (D-d) у/2,fm (D-d) y / 2,

где у-угловой поворот сечени  кольца.where y is the angular rotation of the ring section.

Особенности деформации клиновидного сечени  пружины в сравнении с пр моугольным состо т в следующем.Features of the deformation of the wedge-shaped section of the spring in comparison with the rectangular one are as follows.

Напр жени  в любой точке сечени  на линии АВ, например,определ ютс  относительными удлинени ми кольцевых волокон пружин, проход щими через эти точкиStresses at any point of the cross section on the line AB, for example, are determined by the relative elongations of the annular spring fibers passing through these points.

од Е Јд ; OB- Е Јв ,one E Јd; OB-E Ј,

где Е - модуль продольной упругости материала;where E is the modulus of the longitudinal elasticity of the material;

Е- относительные уудлинени .E-relative extensions.

Но относительные удлинени  определ ютс  двум  факторами: поворотом точки М на продольной оси сечени  относительно центра изгиба О и поворотом линии АВ относительно точки М.But the relative elongations are determined by two factors: the rotation of the point M on the longitudinal axis of the section relative to the center of bend O and the rotation of the line AB relative to the point M.

Јд D

А -г (I ом (cos p - cos a) +A-g (I ohm (cos p - cos a) +

ГАHA

hihi

(«-)).(“-)).

где а- начальный угол наклона осевой линии КМ сечени  к горизонтали;where a - the initial angle of inclination of the axial line KM section to the horizontal;

р- произвольный последующий угол наклона этой линии к горизонтали.p is an arbitrary subsequent angle of inclination of this line to the horizontal.

Обычно второе слагаемое в формуле в несколько раз больше первого. При максимальной деформации пружины с пр моугольным сечением имеютUsually the second term in the formula is several times the first. With maximum deformation, springs with a rectangular cross section have

у 0; hi h, y 0; hi h,

дл  пружины с клиновидным сечениемfor spring with wedge-shaped section

a y-V/2 ;(p -ip/2 ; h ha y-V / 2; (p -ip / 2; h h

Очевидно, что чем меньше угол р , тем меньше первое слагаемое в формуле, а чем меньше толщина hi, тем меньше второе слагаемое .Obviously, the smaller the angle p, the smaller the first term in the formula, and the smaller the thickness hi, the smaller the second term.

Аналогично получают формулу дл  вычислени  напр жений раст жени  в точке В. Similarly, a formula is obtained for calculating the tensile stresses at point B.

пP

OB -т ( - IOM ( cos (f - cos a) +OB -t (- IOM (cos (f - cos a) +

1515

+ -frL(a-fp))E.+ -frL (a-fp)) E.

Здесь основной выигрыш получают также за счет второго слагаемого. Следовательно, при посто нном h с увеличением угла трHere the main gain is also obtained due to the second term. Consequently, at constant h with increasing angle

0 резко снижаютс  напр жени  в точках А и0 sharply decreases the voltage at points A and

В, и можно увеличить угол у деформации.In, and you can increase the angle of the strain.

Расчеты показывают, что напр жени Calculations show that stress

изгиба на поверхности тела пружины приbending on the surface of the spring body when

увеличении 1/) от нул  до значени  h/Rincreasing 1 /) from zero to h / R

5 плавно выравниваютс , удельна  энерги  деформации и прогиб увеличиваютс , жесткость снижаетс . При значени х- 0,7h/R напр жени  сжати  в точке А пружины превосход т соответствующие напр жени 5 smoothly level, the specific energy of deformation and deflection increase, the rigidity decreases. When x = 0.7 h / R, the compressive stress at point A of the spring exceeds the corresponding stress

0 стандартной пружины и угол у необходимо уменьшить. Поэтому рекомендуетс 0 standard spring and angle y must be reduced. It is therefore recommended

(0.7...1)h/R(0.7 ... 1) h / R

5 Левый предел обеспечивает повышенную энергию пружины при пониженной статической прочности ОА 1,4ов , правый предел - высокую статическую прочность ОА 0впри несколько сниженной общей энергии. Преимущество по углу у сохран етс .5 The left limit provides increased energy of the spring with a reduced static strength of OA 1,4, the right limit provides high static strength of OA 0 at a slightly lower total energy. The corner advantage y is maintained.

Более равномерное распределение напр жений в теле пружины позвол ет в полтора раза подн ть среднюю удельную энергию ее деформации, уменьшить разме- ры и расход материала. Снижение напр жений сжати  в районе точки А позвол ет избежать здесь пластических деформаций, возникающих при длительных статических нагрузках.A more uniform distribution of stresses in the spring body allows one and a half to increase the average specific energy of its deformation, to reduce the size and consumption of material. The reduction of compressive stresses in the region of point A here makes it possible to avoid plastic deformations arising under prolonged static loads.

Claims (1)

0 Формула изобретени 0 claims Тарельчата  пружина, имеюща  форму конусообразного кольца, отличающа - с   тем, что, с целью повышени  эластичности , прочности и энергоемкости, конусообразное кольцо в радиальном сечении представл ет собой клин с вершиной, расположенной со стороны меньшего основани , и углом вершине, выбранным из соотношени A trailed spring, having the shape of a cone-shaped ring, is characterized in that, in order to increase elasticity, strength and energy intensity, the cone-shaped ring in radial section is a wedge with apex located on the side of a smaller base, and an apex angle selected from the ratio V(OJ...1)h/R.V (oj ... 1) h / r. где R - радиус большего основани  конусообразного кольца;where R is the radius of the larger base of the cone-shaped ring; h - максимальна  толщина поперечного сечени  конусообразного кольца.h is the maximum thickness of the cone-shaped cross section.
SU904823812A 1990-03-26 1990-03-26 Disk spring SU1733757A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904823812A SU1733757A1 (en) 1990-03-26 1990-03-26 Disk spring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904823812A SU1733757A1 (en) 1990-03-26 1990-03-26 Disk spring

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1733757A1 true SU1733757A1 (en) 1992-05-15

Family

ID=21513426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904823812A SU1733757A1 (en) 1990-03-26 1990-03-26 Disk spring

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1733757A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6247563B1 (en) * 1995-08-31 2001-06-19 Societe Francaise Des Amortisseurs De Carbon Piston with floating valve for hydraulic damper tube, especially one of the monotube type
RU2770323C1 (en) * 2021-10-20 2022-04-15 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Астрахань" (ООО "Газпром добыча Астрахань") Resilient disk-type sealing element

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №1263936, кл. F 16 F 1/32, 1985. Авторское свидетельство СССР № 1201580, кл. F 16 F 1/32, 1984. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6247563B1 (en) * 1995-08-31 2001-06-19 Societe Francaise Des Amortisseurs De Carbon Piston with floating valve for hydraulic damper tube, especially one of the monotube type
RU2770323C1 (en) * 2021-10-20 2022-04-15 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Астрахань" (ООО "Газпром добыча Астрахань") Resilient disk-type sealing element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1080850C (en) Vibration isolation device
US4958812A (en) Suspension spring system
CN1703561A (en) Isolation platform
CN109632159A (en) A kind of six-dimensional force and torque sensor
CN209541956U (en) A kind of six-dimensional force and torque sensor
SU1733757A1 (en) Disk spring
US5357723A (en) Vibration damping device
US6955467B2 (en) Seismic isolation bearing assembly with a frame unit for supporting a machine body thereon
US2699934A (en) Rubber spring
Goldberg et al. Stability of guyed towers
CN208501947U (en) A kind of more bushing type FRP reset muscle self reset curvature-prevention support components
CN209369095U (en) It is a kind of for the replaceable mild steel damper with spring of ancient building suspension column
EP0443988A1 (en) Load dissipating and limiting element
NO821262L (en) ITEMS FOR USE IN BUILDING THE VIBRATION DUMPING REMOVAL DEVICES.
US3584512A (en) Bearing stand for balancing machines
SE7903900L (en) ANNUAL LOAD CELL
US11421435B2 (en) Kinematic seismic isolation device
CN1898546A (en) Support structure for a load-bearing device
SU903474A2 (en) Driven pile
RU93008471A (en) SEISM RESISTANT FOUNDATION (OPTIONS)
Wei et al. The dynamic response of a viscoelastic Winkler foundation-supported elastic beam impacted by a low velocity projectile
Mallik et al. Improvement of damping characteristics of structural members with high damping elastic inserts
DE2822595A1 (en) Spring for heavy loads - generates compression loads in spider and smaller ring and tension in larger one
CN217300056U (en) Building base that takes precautions against earthquakes
CN110657875A (en) Sensor weighing device