Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ВОЗВРАТНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ПРУЖИНА ПРЕССА ДЛЯ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ - Патент РФ 2020309
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ВОЗВРАТНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ПРУЖИНА ПРЕССА ДЛЯ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ
ВОЗВРАТНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ПРУЖИНА ПРЕССА ДЛЯ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ

ВОЗВРАТНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ПРУЖИНА ПРЕССА ДЛЯ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в отечественном и импортном прессовом оборудовании в качестве цилиндрических возвратных пружин из упругих полимерных материалов. Сущность изобретения: возвратная полимерная пружина пресса для штамповки деталей с центральным каналом имеет на наружной цилиндрической поверхности пружины в торцовых зонах кольцевые канавки глубиной H = (0,02 - 0,1) D. Максимальная глубина канавок находится от торцов на расстоянии L = (0,04 - 0,25) D, где D - диаметр пружины. 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2020309
Класс(ы) патента: F16F1/36
Номер заявки: 5040479/28
Дата подачи заявки: 29.04.1992
Дата публикации: 30.09.1994
Заявитель(и): Пермский завод им.С.М.Кирова
Автор(ы): Аликин В.Н.; Вакулевич В.Д.; Кузьмицкий Г.Э.; Сечин С.Н.; Цыганков Ю.Н.; Юмадилов В.Н.
Патентообладатель(и): Пермский завод им.С.М.Кирова
Описание изобретения: Изобретение относится к возвратным пружинам из упругих полимерных материалов для прессового оборудования.
В отечественном и импортном прессовом оборудовании широко применяются возвратные пружины из полимерных материалов, как правило, из полиуретана. Использование таких пружин обеспечивает при штамповке ряд преимуществ по сравнению с традиционными схемами с пружинами из металла. Основными преимуществами в данном случае являются большое усилие, снимаемое при осадке, легкая сменяемость, более низкая стоимость и т.п.
Известные конструкции полимерных возвратных пружин прессов для штамповки деталей конструктивно довольно просты. Они представляют собой цилиндрические тела с центральным каналом и работают в процессе эксплуатации на осевое циклическое сжатие. Отечественные пружины изготавливаются обычно из марок полиуретана типа СКУ-ПФЛ и СКУ-8, традиционно используемых в прессовом оборудовании.
Недостаток данной конструкции - малый ресурс работы (низкая циклическая стойкость) при циклическом сжатии по причине высокой концентрации напряжений в районе торцов пружины. Для обеспечения устойчивого производственного процесса необходима работоспособность пружин не менее 250000 сжатий при уровне деформаций сжатия 25-30%. Как показывает практика применения пружин на прессово-рамном заводе А.О."КамАЗ, такая циклическая стойкость на отечественных марках полиуретана не обеспечивается.
Цель изобретения - увеличение ресурса работы пружины за счет снижения уровня максимальных напряжений в торцовых зонах пружины. При прочих равных условиях это обеспечивает повышение циклической стойкости конструкции.
Поставленная цель достигается выполнением на наружной цилиндрической поверхности пружины в торцовых зонах кольцевых канавок глубиной Н=(0,02-0,1) ˙ D. Максимальная глубина канавок находится от торцов на расстоянии L= (0,04-0,25) ˙ D, где D - диаметр пружины.
На фиг.1 представлена конструкция пружины согласно прототипу в исходном и деформированном виде, а также эпюра безразмерной интенсивности эквивалентных напряжений σэквmax/ σэквном в поверхностном слое деформированной пружины (согласно классической теории механики деформированного твердого тела экстремум напряжений в односвязных областях достигается именно на поверхности), где σэквmax - уровень интенсивности нормальных напряжений в поверхностном слое пружины; σэквном - уровень интенсивности нормальных напряжений в среднем сечении пружины. Как следует из распределения эпюры безразмерной интенсивности напряжений, в торцовой зоне пружины при рабочем цикле наблюдается ярко выраженная концентрация напряжений. Результаты получены численным методом конечных элементов по адекватной математической модели, установленной из эксперимента.
Концентрация напряжений в торцовой зоне снимается кольцевыми проточками с указанными конструктивными соотношениями (фиг.2). При этом концентрация снимается практически до номинального уровня - 1,1. За счет снятия концентрации напряжений резко повышается ресурс работы пружины. Для уменьшения напряжений в районе торцов пружины глубина кольцевых канавок должна быть 0,02-0,1 диаметра пружины, а максимальная глубина канавок должна находиться на расстоянии от торцов 0,04-0,25 диаметра пружины. При глубине проточки менее 0,02 ˙ D она мала, ее недостаточно для снятия концентрации напряжения в торцовой зоне. При глубине проточки больше 0,1 ˙ D концентрация смещается в ее вершину, что также нежелательно. При расстоянии от торца более 0,25 ˙ D проточка слабо влияет на торцовую поверхность, не снимая концентрации напряжений. Наоборот, при расстоянии от торца меньше 0,04 ˙ D вершина проточки попадает практически в угловую точку на торце, и опять наблюдается высокий уровень концентрации. Оптимальность заявляемых соотношений графически показана на фиг.3.
П р и м е р. Пружины с наружным диаметром 50 мм, внутренним диаметром 17 мм и высотой 80 мм, выполненные из полиуретана в двух вариантах: с кольцевыми канавками максимальной глубиной 2 мм на расстоянии 5 мм от торцов; без кольцевых канавок - подверглись циклическому сжатию частотой 16 нагружений в минуту. Величина осевой деформации при этом составляла 25% от высоты пружины. Испытания проводились на сервогидравлической испытательной машине "МТS-01" (США).
В результате испытаний установлено следующее.
Пружина без кольцевых канавок разрушилась после 124000 циклов нагружений. Трещина образовалась в районе пересечения торцовой и цилиндрической поверхности пружины (что согласуется с эпюрой эквивалентных напряжений на фиг.1) и распространилась вдоль и в глубину пружины до пересечения с внутренним цилиндрическим каналом, образцов при этом конус. Пружина с кольцевыми канавками выдержала 440000 циклов нагружений и была снята с испытательного стенда из-за невозможности доведения конструкции до разрушения.
Таким образом, кольцевые канавки на цилиндрической поверхности пружины глубиной (0,02-0,1) ˙ D, максимальная глубина которых находится на расстоянии (0,04- -0,2) ˙ D от торцов, позволяют существенно повысить ресурс пружины.
Формула изобретения: ВОЗВРАТНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ПРУЖИНА ПРЕССА ДЛЯ ШТАМПОВКИ ДЕТАЛЕЙ, выполненная в форме цилиндра с центральным каналом, отличающаяся тем, что на наружной цилиндрической поверхности пружины выполнены кольцевые канавки глубиной H = (0,02 - 0,1)D, а максимальная глубина канавок расположена от торцов пружины на расстоянии L = (0,04 - 0,25)D, где D - диаметр пружины.