SU1762034A1

SU1762034A1 - Spring

Info

Publication number: SU1762034A1
Application number: SU904809245A
Authority: SU
Inventors: Николай Алексеевич Панфилов
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей"
Priority date: 1990-02-13
Filing date: 1990-02-13
Publication date: 1992-09-15

Abstract

Использование: изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства дл решени вопросов коррозионной стойкости , веса, шума и вибропоглощени . Сущность изобретени : пружина имеет рабочие витки в виде круглого стержн из композиционного материала со скругленными волокнами . Направление навивки волокон и рабочих витков в одну сторону дл сжати или встречно дл раст жени способствует повышению несущей способности пружины . Этому способствует также заключение стержн в оболочку из композиционного волокнистого материала с тангенциальной структурой армировани , навивки волокон в жгут и образование стержн из скругленных между собой жгутов. 2 з.п.ф-лы. 1 ил.Usage: the invention relates to mechanical engineering and can be used in all sectors of the national economy for solving problems of corrosion resistance, weight, noise and vibration absorption. SUMMARY OF THE INVENTION: The spring has working turns in the form of a round rod made of a composite material with rounded fibers. The direction of winding the fibers and the working turns in one direction for compression or counter-extension increases the carrying capacity of the spring. This also contributes to the conclusion of a rod in a sheath of composite fibrous material with a tangential structure of reinforcement, winding of the fibers into a bundle and the formation of a rod of rounded bundles. 2 hp ff. 1 il.

Description

елate

СWITH

Изобретение относитс к машиностроению , в том числе химическому, транспортному , энергетическому, а также судостроению, авиации, сельскому хоз йству и другим отрасл м, в которых решаютс вопросы коррозионной стойкости, веса, шумо- и вибропоглощени .The invention relates to mechanical engineering, including chemical, transport, energy, as well as shipbuilding, aviation, agriculture, and other industries that address the issues of corrosion resistance, weight, noise absorption, and vibration absorption.

В технике известны пружины самого различного вида и назначени . Как правило, все они выполнены из металлов, нуждаютс в антикоррозионной защите и имеют значительный вес.Springs of various types and purposes are known in the art. As a rule, all of them are made of metals, need anti-corrosion protection and have significant weight.

В качестве прототипа прин то техническое решение в котором пружина, как и данна выполнена из волокнистого материала, пропитанного св зующим и состоит из поо- череднонаслоенных одна на другую цилиндрических плетеных оболочек с углом армировани волокна в оболочках стержн , увеличивающимс к его периферии.As a prototype, a technical solution is adopted in which the spring, like a danna, is made of a fibrous material impregnated with a binder and consists of alternately layered one upon another cylindrical braided shells with a fiber reinforcement angle in the shells of the rod increasing to its periphery.

Недостатком прототипа вл етс то, что материал в нем нагружен, нерациональным образом, т.к. определ ющими при его на- гружении вл ютс напр жени межслой- ного сдвига между сло ми стержн , величина которых, например дл стеклопластика , не превышает всего 3,0-5,0 МПа.The disadvantage of the prototype is that the material in it is loaded, irrational way, because during its loading, the stresses of the interlayer shear between the layers of the rod, the magnitude of which, for example for fiberglass, does not exceed only 3.0 to 5.0 MPa, are determining.

Целью предлагаемого решени вл етс устранение отмеченного недостатка и существенное увеличение несущей способности пружины.The goal of the proposed solution is to eliminate the noted deficiency and to significantly increase the carrying capacity of the spring.

Согласно изобретени указанна цель достигаетс тем, что навивка волокон в стержне и рабочих витков в пружине направлены или в одну сторону дл сжати , или встречно дл раст жени .According to the invention, said object is achieved in that the winding of the fibers in the rod and the working turns in the spring are directed either to one side for compression, or oppositely for stretching.

Кроме того, стержень заключен в оболочку из композиционного волокнистого материала с тангенциальной структурой армировани .In addition, the rod is encased in a composite fibrous material with a tangential reinforcement structure.

VIVI

ОABOUT

го оabout

соwith

Кроме того, волокна навиты в жгут, а стержень образован из скрученных между собой жгутов.In addition, the fibers are wound into a bundle, and the core is formed from twisted bundles.

На чертеже изображен общий вид пружины с частичным разрезом. К верхнему и нижнему основани м 1 одним из известных способов закреплены концы пружины 2 без возможности разворота стержн вокруг его оси, например с помощью болтового соединени 3. Стержень пружины 2 образован волокнами и армирующего материала, заключенными в материал матрицы, например , полимерное св зующее. Волокна в стержне навиты под заданным углом 5 к его оси. При этом направление 6 навивки волокон в стержне и направление 7 навивки стержн в пружине совпадают, если пружина работает на сжатие 8, и противоположны , если она предназначена дл работы на раст жение.The drawing shows a General view of the spring with a partial cut. To the upper and lower bases 1, the ends of the spring 2 are fixed by one of the known methods without the possibility of the rod turning around its axis, for example by means of a bolt joint 3. The spring 2 is formed by fibers and a reinforcing material enclosed in a matrix material, for example, a polymeric binder. The fibers in the rod are wound at a given angle of 5 to its axis. In this case, the direction 6 of winding the fibers in the rod and the direction 7 of the winding of the rod in the spring coincide if the spring operates in compression 8 and is opposite to it if it is intended to work in tension.

В цел х уплотнени скрученных волокон в стержне последний имеет наружную оболочку 9 из композиционного волокнистого материала тангенциальной структуры армировани .In order to seal the twisted fibers in the rod, the latter has an outer sheath 9 of composite fiber material of a tangential reinforcement structure.

Пружину изготавливают, скручива сначала волокна в стержень, а затем навива стержень в пружину в том или ином направлении в зависимости от ее назначени .The spring is made by first twisting the fibers into the rod, and then winding the rod into the spring in one direction or another, depending on its purpose.

Пружину можно изготовить навива сначала волокна в жгут в виде непрерывного кольца, затем складыва его пополам и скручива в заданном направлении так, чтобы на концах стержн образовались петлеобразные законцовки 10,The spring can be made by winding the fibers first into a bundle in the form of a continuous ring, then folding it in half and twisting in a predetermined direction so that loop-like tips 10 are formed at the ends of the rod,

При приложении к пружине осевого усили 8 в стержне пружины 2 под действием пары сил 8 и 11 возникает момент, скручивающий волокна 4 в стержне в том же направлении, в котором они скручены первоначально .When an axial force 8 is applied to the spring in the rod of the spring 2 under the action of a pair of forces 8 and 11, a moment arises, twisting the fibers 4 in the rod in the same direction in which they are initially twisted.

Claims

1. A spring, the working turns of which are made in the form of a round rod made of a composite material with twisted fibers, characterized in that, in order to increase the carrying capacity,

the winding of the fibers and working turns are directed either to one side for compression or counter to stretch.

2. A spring according to claim 1, characterized in that the rod is enclosed in a shell of

composite fiber material with stangential reinforcement structure.

3. A spring according to claim 1, characterized in that the fibers are wound into a tow, and the rod

formed of twisted between the harness.