SU64233A1

SU64233A1 - Bubble spring for high pressure gauges

Info

Publication number: SU64233A1
Application number: SU334-05A
Authority: SU
Inventors: В.В. Кандыба
Original assignee: В.В. Кандыба
Priority date: 1943-04-17
Filing date: 1943-04-17
Publication date: 1944-11-30

Description

Обычно дл МЗнометров примен ютс трубчатые (бурдоновские) -Пружины, показанные на фиг. 1, с формой сечеии , представл ющей собой эллипс или овал, причём толщина стенок по всему сечени ю - одинакова. Технологи изготовлени трубчатых пружин такова, что обусловливает повышение прочности материала по плоским сторонам сечени (по концам малой оси а) вследствие их нагартовки, и одновременно ослабление ,ребер, закруглённых сторон сечени (по концам -большой оси Ь) по причине деформации материала при обжатии выше предела текучести, причём это ослабление не может быть скомпенсировано даже термообработкой. В то же врем известно, что раскручивание пружины под действием давлени св зано с возникновением напр жений по сечению пружины: напр жени наход тс в зоне сечени по концам большой оси, что подтверждаетс теорией и опытом (при перегрузке пру|жины лопаютс именно по рёбрам). Ослабление сечени пружины, вследствие особенностей примен емой технологий, по рёбрам, где как раз сосредоточиваютс наиболее опарные максимальные напр жени , может бытьUsually, tubular (Bourdon) -Springs, shown in FIG. 1, with the shape of a section, which is an ellipse or oval, and the thickness of the walls throughout the section is the same. The technology of manufacturing tubular springs is such that it increases the strength of the material along the flat sides of the section (along the ends of the minor axis a) due to their loading, and at the same time loosening the edges, the rounded sides of the cross section due to the deformation of the material during compression above yield strength, and this weakening cannot be compensated even by heat treatment. At the same time, it is known that spring unwinding under the action of pressure is associated with the occurrence of stresses over the spring section: the stresses are in the cross section area at the ends of the major axis, which is confirmed by theory and experience (when the spring is overloaded, it ribs on the ribs) . The weakening of the spring section, due to the peculiarities of the applied technology, along the ribs, where the most difficult maximum stresses are concentrated, can be

скомпенсировано соответственным утолшением стенок её, расположенных по концам большой оси эллипса , как это показано на фиг. 2.compensated by correspondingly thickening its walls located at the ends of the major axis of the ellipse, as shown in FIG. 2

Трубчата пружина с сечением, представленным на фиг. 2, и вл етс предметом насто щего изобретени .A tubular spring with a cross section shown in FIG. 2, and is the subject of the present invention.

По данным, приведённым в специальной литературе, а также из практики хорошо известно, что характер распределени напр жениГ по сечению в сильной степени зависит от формы сечени пружины: от толщины стенок, от кривизн ; стенок, радиуса закруглени ребер, отношени осей сечени и т. д. Например , по данным, приведённь ; Феодосьевым в его работе «Расчёт тонкостенных трубок Бурдона эллиптического сечени энергетическим методом (Оборонгиз, 1940 г.), у тонкостенных пружин меридиональные напр жени сосредоточиваютс в зонах по большой оси и в некоторой степени - по малой оси (иллюстраци такого частного случа дана на фиг. 35, стр. 25 указанной работы), у толстостенных жг пружин максимальные меридиональные напр жени наход тс в зоне по концам большой оси и совмещаютс с максимумом кольцевых напр жений . Но при всём многообразии форм сечени пружин, из которых многие формы создают специфический, отличительный эффект , максимальные напр жени , наиболее опасные и разрывающие пружину при перегрузке, сосредоточиваютс именно по ко-нцам большой оси сечени . Эти же напр жени обусловливают и наступление предела пропорциональности пружины при повышенном давлении .According to the data given in the special literature, as well as from practice, it is well known that the nature of the distribution of stresses over the cross section strongly depends on the shape of the spring cross section: on the wall thickness, on the curvatures; the walls, the radius of the edges, the ratio of the axes of the section, etc. For example, according to the data given; Feodoseyev in his work “Calculation of thin-walled Bourdon tubes of elliptical cross section using the energy method (Oborongiz, 1940), for thin-walled springs, meridional stresses are concentrated in zones along the major axis and to some extent along the minor axis (an illustration of such a particular case is shown in FIG. 35, p. 25 of the said work), for thick-walled lg springs, the maximum meridional stresses are in the zone at the ends of the major axis and are combined with the maximum of the ring stresses. But with all the variety of spring section shapes, of which many forms create a specific, distinctive effect, the maximum stresses most dangerous and tearing the spring under overload are concentrated precisely at the tops of the major section axis. The same stresses determine the onset of the limit of proportionality of the spring under increased pressure.

Следовательно, чем толш,е будут стенки пружи1ны в- зоне действи максимальных напр жений, тем большим напр жени м может сопротивл тьс материал, тем выше будет предел пропорциональности пружины, тем на большее давление может быть применена пружина.Consequently, the thicker, e the walls of the spring in the zone of action of maximum stresses, the greater the stresses that the material can resist, the higher the proportionality limit of the spring, the greater the pressure the spring can be applied.

Однако с повышением толш,ины стенок равномерно по всему сечеь вию резко падает чувствительность пружины (см., например, «Измерение давлени Жоховского и РазуМИхина , ст. 63); именно из-за этого - вследс -вие падени чувстви тельности и увеличени гистерезисаHowever, with an increase in the thickness and thickness of the walls, the sensitivity of the spring sharply decreases throughout the entire cross section (see, for example, “Measuring the pressure of Zhokhovsky and RazUmihin, Art. 63); precisely because of this - due to the drop in sensitivity and increase in hysteresis

с повышением толщины стенок - не удаётс до сих пор создать трубчатую пружину на давление свыше 5000 кг/см («Физика высоких давлений, Бриджмен, стр. 71). Отсюда следует, чФО дл достижени требуемого технического эффекта-повышени предела пропорциональности при сохранении чувствительности - увеличивать толщину-стенок следует только по рёбрам , а не по всему сечению, чтобы не понизить чувствительности пружины , величины удельного перемещени конца.with increasing wall thickness - it is still not possible to create a tubular spring for a pressure of more than 5000 kg / cm ("High Pressure Physics, Bridgman, p. 71). From here it follows that the HFR to achieve the required technical effect — increasing the proportionality limit while maintaining sensitivity — one should increase the thickness of the walls only along the edges, and not over the whole section, so as not to lower the sensitivity of the spring, the specific movement of the end.

Предмет изобретени: Subject of the invention:

Трубча)та (бурдоновска ) пружи на дл манометров высокого давлени , имеюща эллипсоидальное сечение , отличающа с тем, что, с целью обеспечени повышен И Я предела пропорциональности и запаса прочности с сохранением чувствительности пружины, стенки её, расположенные по концам большой оси эллипса, т. е. в зоне действи наибольших разрывных напр жений , выполнены утолщёнными.Pipe (Bourdon) spring for high-pressure manometers, having an ellipsoidal cross section, characterized in that, in order to increase the E of the proportionality and safety factor while maintaining the sensitivity of the spring, its walls located at the ends of the major axis of the ellipse, t . e. in the zone of action of the largest tensile stresses, are made thickened.