專利名稱：端圈動態(tài)不并圈的螺旋壓縮彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)用新型名稱端圈動態(tài)不并圈的螺旋壓縮彈簧。
實(shí)用新型技術(shù)領(lǐng)域?qū)俾菪龎嚎s彈簧(Int.CL.F16F1／06，08.)。
現(xiàn)有國內(nèi)外螺旋壓簧極多采用端圈并圈結(jié)構(gòu)，并圈部分的簧絲不能充分發(fā)揮有效圈的作用，更嚴(yán)重的是動態(tài)的并圈接觸、沖擊經(jīng)常造成這類壓簧應(yīng)用的早期斷裂。(參閱國家標(biāo)準(zhǔn)GB1239－76《普通園柱螺旋壓縮彈簧》；聯(lián)邦德國DIN2095.5.1973《園彈簧鋼絲制園柱螺旋壓縮彈簧；冷卷壓縮彈簧的質(zhì)量規(guī)范》。)現(xiàn)有技術(shù)常用這類壓簧的疲勞試驗(yàn)，疲勞強(qiáng)度和疲勞分析研究壽命與斷裂，但至今未能認(rèn)定并圈沖擊是早期斷裂的根本原因！更未見有用沖擊瞬態(tài)模型進(jìn)行計(jì)算、試驗(yàn)、分析、設(shè)計(jì)而提出相應(yīng)改進(jìn)的公告，公知信息。在WPI(國際專利分類索引)專利文獻(xiàn)的檢索中曾見1980年8月19日申請的法國專利(CREUSOT－LOIRE申請人；190880－FR－018123國際專利分類號)那是采用端圈螺旋表面阻滯隔離結(jié)構(gòu)的一種設(shè)計(jì)。(英文摘要有“Helical spr－ing has end dises with helical surface and stop surface for coil ends”。)這項(xiàng)專利部分地顯示了發(fā)明人緩和并圈沖擊的構(gòu)想。由于工藝復(fù)雜，收益不明，未見實(shí)用，也許它不能很好代表現(xiàn)有技術(shù)，可能這項(xiàng)專利缺乏較好的實(shí)用性。
本實(shí)用新型的目的是利用端圈部位的動態(tài)不并圈結(jié)構(gòu)(圖1所示為端圈起翹，動態(tài)不并圈結(jié)構(gòu)實(shí)例)形成此壓簧在全工作過程中端圈與它的鄰圈之間有足夠大的動態(tài)間隙，使原有的并圈轉(zhuǎn)化成參與彈性作用全過程的有效圈，完全消除端圈與它的鄰圈之間的并圈接觸，軟化和消散端圈的并圈沖擊，減少或避免并圈壓簧的早期沖擊斷裂，延長它的使用壽命！圖1是在最大工作負(fù)荷P2max(通常指動態(tài)負(fù)荷)作用下本新型第一種典型結(jié)構(gòu)的壓縮動態(tài)圖。圖中δA′與δB′為壓縮動態(tài)下A端與B端端圈與它的鄰圈之間的動態(tài)間隙。
本新型的特征方程如下式δA′＞0 (1)δB′＞0 (2)凡屬符合上列方程中任一算式能實(shí)用的螺旋壓簧均屬本實(shí)用新型申請的特征結(jié)構(gòu)！算式(1)與(2)為動態(tài)值，一般較難測定。對圈間距較小的壓簧實(shí)用中可用P′2max作用下的靜態(tài)間隙，加大0.1(t2－d)來計(jì)算。其一般實(shí)用式為δA″＞0.1(tA2－d) (3)δB″＞0.1(tB2－d) (4)此處P2max′為與P2max(動態(tài)負(fù)荷)等值的靜態(tài)負(fù)荷。
式中δA″與δB″為兩端端圈(A端與B端)在P2max′作用下的靜態(tài)間隙；tA2與tB2為端圈鄰圈(第1圈)與它的下一序圈(第2圈)之間的節(jié)距值；d為該壓簧簧絲直徑。
遇有特殊應(yīng)用，上列(3)與(4)的實(shí)用式可根據(jù)需要與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)修正。
實(shí)現(xiàn)方程(1)與(2)是本實(shí)用新型的特征目標(biāo)，算式(3)與(4)是從屬于(1)與(2)的。
本實(shí)用新型的基本內(nèi)容本新型采用端圈部位動態(tài)不并圈結(jié)構(gòu)使端圈部位和它的鄰圈之間保持一個(gè)適當(dāng)?shù)拈g距(在壓簧自由狀態(tài)時(shí)，它們的值A(chǔ)端為δA，B端為δB)。這個(gè)間距(當(dāng)間距不均勻時(shí)此值僅指最小值，下同)應(yīng)保證壓簧在正常工作的全過程中端圈與它的鄰圈之間之間無動態(tài)并圈接觸。這樣既增加了壓簧的有效圈數(shù)，又防止并圈沖擊而軟化、消散(Melt)因并圈而產(chǎn)生的沖擊破壞，減少或防止了壓簧的沖擊斷裂！附圖1為P2max作用下端圈起翹無并圈接觸的動態(tài)壓縮圖。這種螺旋壓簧是本新型第一種典型結(jié)構(gòu)。
在A與B兩個(gè)字母被指定為表明壓簧兩端的專用符號或注腳時(shí)，圖1上A、B兩端圈的螺旋角分別為αAO與αBO；兩端端圈的終點(diǎn)為Aeo與Beo。當(dāng)采用端圈起翹結(jié)構(gòu)時(shí)，增大后的螺旋角用αA與αB表示，此時(shí)應(yīng)有下式αA＞αAO(5)αB＞αBO(6)這是壓簧在自由狀態(tài)下的端圈起翹角(圖1未表示)。
在P2max作用下的動態(tài)壓縮瞬時(shí)，這個(gè)起翹角(αA與αB)分別減縮為αA′與αB′，并有下式αA′≥αAO(5′)αB′≥αBO(6′)算式(5)、(6)僅以實(shí)現(xiàn)算式(1)與(2)為特征目標(biāo)它們從屬于算式(1)與(2)，但它們是起翹結(jié)構(gòu)的形態(tài)特征方程。
當(dāng)i代表自任一端起數(shù)的該圈序數(shù)時(shí)，可用δAi′，δBi′表示該序圈與下一鄰圈(第i＋1圈)之間的動態(tài)間隙。此時(shí)δA′、δB′(端圈序數(shù)為0，此處省略下同)…δAi′，δBi′…。各鄰圈之間的動態(tài)間隙可有相等與不相等的各種組合。
由于實(shí)用結(jié)構(gòu)的需要，起翹簧絲在兩端可各有一個(gè)起訖點(diǎn)。在圖1上，始點(diǎn)表示為Aeo，Beo(即端圈終點(diǎn))訖點(diǎn)表示為Ae與Be。起翹(變螺旋角)的始訖點(diǎn)常僅需一個(gè)有限的量程，這個(gè)量程的投影在側(cè)視圖上用螺旋圈中心角φA與φB來表示。它們相當(dāng)于下式
φA＝ ＞0 (7)或φB＝∠ ＞0 (8)本實(shí)用新型各種結(jié)構(gòu)特征范圍應(yīng)包容了壓簧該有的全部實(shí)際結(jié)構(gòu)量程，當(dāng)本新型的有效簧圈為n圈時(shí)，這個(gè)特征范圍應(yīng)如下式(式9、10、11和17、18、19)n×360°≥φA≥0° (9)n×360°≥φB≥0° (10)n×360°≥φA＋φB≥0° (11)式(17)、(18)、(19)指的是端圈終點(diǎn)(Aeo、Beo)之后在端圈鄰圈上的C、D點(diǎn)的起翹結(jié)構(gòu)形式，(見附圖3)。它也是本實(shí)用新型的一種實(shí)用的結(jié)構(gòu)。有關(guān)式(17)、(18)、(19)和φC、φD的定義見后文陳述。
算式(9)、(10)、(11)包含了附圖1與附圖2的兩種結(jié)構(gòu)形式。這兩種形式的特征范圍由下列式(9′)、(10′)、(11′)；(9″)、(10″)、(11″)和(9″′)、(10″′)、(11″′)所包容。
對圖1的起翹結(jié)構(gòu)而言，它們受算式(7)或(8)的約束(即任意一端端圈終點(diǎn)的起翹作為特征)。
如此，附圖1的結(jié)構(gòu)特征范圍為式(9′)、(10′)、(11′)和式(9″)、(10″)、與(11″)n×360°＞φA＞0° (9′)n×360°＞φB＞0° (10′)n×360°≥φA＋φB＞0° (11′)
式(9′)、(10′)、(11′)未包容兩側(cè)的邊界特例是式(9″)、(10″)、(11″)和(9″′)、(10″′)、(11″′)，前者是極大值，后者是極小值。(9″′)、(10″′)、(11″′)見下文，式(9″)、(10″)、(11″)如下φA＝n×360°(此時(shí)視φB＝0°) (9″)或φB＝n×360°(此時(shí)視φA＝0°) (10″)和φAB＝φA＋φB＝n×360° (11″)以上式(9″)與式(10″)是同一結(jié)構(gòu)的兩種敘述，因而它們毋需同時(shí)成立。
符合算式(9″)、(10″)、(11″)的實(shí)例在保證特征方程(1)與(2)成立之外，在幾何特征上它們還符合算式(12″)αA＝αB(12″)式(11″)中的φAB為簧絲起翹量程的最大值可用下式(13″)φAB＝∠ (13″)φAB含義為端圈終點(diǎn)的起翹始自Aeo，終迄於Beo。φAB實(shí)際占有了全部有效圈(式11″)。這種結(jié)構(gòu)表明起翹后用一個(gè)螺旋角(式12″)直繞到另一個(gè)端圈終點(diǎn)為止，繞制工藝相對簡便。此時(shí)端圈自身螺旋角，αAO與αBO之間可有相等與不相等的組合。
附圖2和算式(9″′)(10″′)(11″′)是本新型中算式(9)、(10)(11)不起翹邊界條件的實(shí)例，是對算式(9′)、(10′)、(11′)未包容的最小邊界值部分的補(bǔ)充。
式(9″′)、(10″′)、(11″′)見下文。
附圖2為P2max作用下壓簧端圈不起翹無并圈接觸的動態(tài)壓縮圖。是本新型的第二種典型結(jié)構(gòu)。它和圖一的起翹結(jié)構(gòu)一樣以實(shí)現(xiàn)動態(tài)不并圈為基本特征目標(biāo)。
不起翹的兩端起翹角和量程有下式αA＝αAO(12)αB＝αBO(13)φA＝0° (9″′)φB＝0° (10″′)φA＋φB＝0° (11″′)算式(12、13、9″′、10″′)均為不起翹的結(jié)構(gòu)特征。它們從屬特征算式(1與2)。當(dāng)αAO、αBO(即αA與αB)選擇適當(dāng)時(shí)本結(jié)構(gòu)(端圈不起翹)同樣能實(shí)現(xiàn)端圈動態(tài)不并圈的特征目標(biāo)，即δA′、δB′大于零。
相同于圖1，當(dāng)i代表自任一端起數(shù)的該圈序數(shù)時(shí)，各鄰圈間的動態(tài)間隙δA′、δB′……δAi′、δBi′……之間可有相等與不相等的組合。
在算式(12)與(13)之間可有相等與不相等兩種關(guān)系，形成兩種結(jié)構(gòu)上的小分類特征。簡述如下1)當(dāng)αA≠αB(即αAO≠αBO)時(shí)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為兩端端圈螺旋角不等，在中部簧圈中至少有一個(gè)折角(兩個(gè)不同的螺旋角在中部交會或過渡)2)當(dāng)αA＝αB＝αAO＝αBO時(shí)應(yīng)有φAB＝0°即下式(14)φAB＝∠ ＝φA＋φB＋φi…＝0° (14)式中φi表示中部各圈變螺旋角起訖量程，式(14)中φi也為零
式(14)表明的特例從一個(gè)端圈到另一端圈的全部量程中(實(shí)際量程應(yīng)為φAB加兩端圈所占中心角之和)均為同一螺旋角一繞到底。這是最簡單的一種繞簧工藝。實(shí)施的關(guān)鍵是這個(gè)αAO＝αBO的值要選擇得好，以保證δA′＞0，δB′＞0。
附圖3為P2max作用時(shí)動態(tài)壓縮工況下端圈后起翹無并圈接觸的壓簧，這是本新型的第三種典型結(jié)構(gòu)。
假設(shè)C與D為本結(jié)構(gòu)新型端圈終點(diǎn)以外相鄰于端圈又不在端圈上的任意點(diǎn)。C點(diǎn)近A端，D點(diǎn)近B端，一般C與D點(diǎn)僅在端圈鄰圈(第1圈)內(nèi)變動起翹位置。
本結(jié)構(gòu)的特征在Aeo與Beo處不起翹，但在C點(diǎn)與D點(diǎn)處改變螺旋角。它們的螺旋角分別用αC與αD表示，此時(shí)應(yīng)有下式αC≠αAO(15)αD≠αBO(16)式(15)、(16)為本結(jié)構(gòu)的形態(tài)特征，必須保證δA′＞0，δB′＞0，因而式(15)、(16)是從屬于式(1)、(2)的。
用φC與φD表示始自C與D終止于Ce與De的變螺旋角的量程，則本結(jié)構(gòu)的特征范圍應(yīng)有下式n×360°＞φC＞0° (17)n×360°＞φD＞0° (18)n×360°＞φC＋φD＞0° (19)φC＝∠ (20)
φD＝∠ (21)算式(1)、(2)與(15)、(16)、(17)、(18)、(19)形成本結(jié)構(gòu)的特征要求與范圍。其余類同于圖1、圖2的陳述從簡。
與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)和積極效果和現(xiàn)有端圈動態(tài)并圈螺旋壓簧相比，采用本新型的動態(tài)不并圈結(jié)構(gòu)能使原動態(tài)并圈的那部分無效簧圈轉(zhuǎn)化為參與彈性工作過程的有效簧圈，增加有效圈數(shù)，軟化與消散并圈沖擊，消除了“疲勞源”；能將承受沖擊載荷的能力提高30％～200％；能延長“疲勞壽命”50％至幾十倍；能在相同的工作條件下減縮原并圈壓簧的尺寸，圈數(shù)重量和材料消耗；能減少或避免沖擊振動與沖擊破壞，最大限度減少斷裂，變形和它所在設(shè)備或機(jī)構(gòu)的二次故障與損失；能減少由于壓簧斷裂引起的拆裝，檢修，更換等作業(yè)的停時(shí)和費(fèi)用；能為某些有特殊要求的設(shè)備、產(chǎn)品提供更優(yōu)良的減震特性，完善整個(gè)彈性系統(tǒng)、設(shè)備或新產(chǎn)品的工作特性。
在繞制工藝上與端圈并圈壓簧相比，具有繞制工藝方法類同無需特殊設(shè)備等優(yōu)勢。由于上述優(yōu)勢幅度較大，抗沖擊能力較強(qiáng)還能將某些高要求高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)螺旋壓簧的復(fù)雜工藝改變?yōu)槠胀üに?，因而大多?shù)情況下本新型的實(shí)用工藝難度低，材料標(biāo)準(zhǔn)的要求也較低，綜合成本將比原并圈結(jié)構(gòu)下降得比較多；遇有要求抗腐蝕、耐沖擊、耐高溫、高頻高速運(yùn)行和較長疲勞壽命的一些特殊需求，本新型將能以結(jié)構(gòu)和工藝上的優(yōu)勢取代某些一般企業(yè)難實(shí)施的高難工藝，如冷處理和一些有高難要求的表面處理、熱處理、特殊處理等。這種軟化沖擊的優(yōu)勢還能用比較廉價(jià)的較易得到的材料去替代那些價(jià)格高昂，難以尋求的材料。一項(xiàng)設(shè)計(jì)得比較精到的本新型壓簧將以較好的性能，方便的供應(yīng)，簡便的工藝，較低的成本去嬴得市場和經(jīng)濟(jì)效益！上述這些用途和優(yōu)勢不僅將在老結(jié)構(gòu)老產(chǎn)品的更新?lián)Q代中得到體現(xiàn)，也將在近代高速、輕型、重載、耐高溫、耐腐蝕、耐沖擊、耐高壓和它們組合作用下的新技術(shù)中開拓新路，順應(yīng)近代各種機(jī)車、車輛、船舶、汽車、內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)、液壓機(jī)械、輕紡機(jī)械、礦冶設(shè)備、航空航天器等領(lǐng)域中新一代高科技產(chǎn)品優(yōu)化彈性減震系統(tǒng)和其它技術(shù)機(jī)構(gòu)的需要！
附圖和它們的說明圖1“P2max作用時(shí)，動態(tài)壓縮工況下端圈起翹無并圈接觸的螺旋壓簧”圖1的說明A、B兩個(gè)字符用以表示壓簧A與B兩端相關(guān)的符號與注腳。
P2max壓簧承受的最大(動態(tài))工作負(fù)荷；δA′與δB′表示在P2max作用下端圈A與B與它們的鄰圈(第1圈)之間的最小動態(tài)間隙，是本新型特征符號。當(dāng)以i表示所在圈從端圈(為零圈)數(shù)起的序數(shù)時(shí)，δAi′與δBi′分別表示A端與B端第i圈與它的后續(xù)鄰圈(第i＋1圈)之間的動態(tài)間隙。圖1圖形只畫到第3圈，因而標(biāo)符注腳i用2替代，所示為δA2′與δB2′；αAO與αBO為A端與B端的端圈螺旋角；αA與αB為在P2max作用下A端與B端在動態(tài)壓縮條件下端圈(終點(diǎn))起翹的螺旋角；Aeo與Beo為A端與B端端圈終點(diǎn)，同時(shí)又是端圈起翹的始點(diǎn)。Ae與Be為A端與B端端圈起翹量程終點(diǎn)；φA與φB為端圈起翹始訖點(diǎn)間的量程在側(cè)視圖上投影所含中心角，可用算式表示，見算式(7)與(8)；圖2為“P2max作用時(shí)動態(tài)壓縮工況下端圈不起翹無并圈接觸的螺旋壓簧”。
圖2的說明本結(jié)構(gòu)特征端圈終點(diǎn)不起翹，利用適宜的αAO與αBO實(shí)現(xiàn)端圈中的一端或兩端的動態(tài)不并圈特征，為附圖1的一種特殊形式。
附圖2中文字，符號注腳同于附圖1。
圖3為“P2max作用時(shí)，動態(tài)壓縮工況下，端圈終點(diǎn)后(C點(diǎn)，D點(diǎn)處)起翹，無并圈接觸的螺旋壓簧”。
圖3的說明本結(jié)構(gòu)特征為端圈終點(diǎn)不起翹(同于附圖2第二種壓簧)在端圈終點(diǎn)后起翹(類于附圖1第一種壓簧)。因而其分類屬于第三種結(jié)構(gòu)，在起翹與實(shí)施方法上類似于附圖1。附圖3中文字，符號說明同于圖1、圖2。
C點(diǎn)與D點(diǎn)為在端圈終點(diǎn)外又鄰近端圈的任意點(diǎn)。C點(diǎn)近Aeo點(diǎn)，D點(diǎn)近Beo點(diǎn)。C、D兩點(diǎn)是端圈終點(diǎn)后的起翹點(diǎn)，一般只在所在端圈鄰圈的360°范圍內(nèi)變動位置。
Ce與De是C點(diǎn)與D點(diǎn)起翹量程的終點(diǎn)，因而有式
附圖4見實(shí)施方法。
實(shí)施方法與
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征在于端圈與它的鄰圈的動態(tài)不并圈(即δA′＞0，δB′＞0)。按實(shí)際結(jié)構(gòu)分類至少有圖1、2、3三類。
按實(shí)施方法的難易與陳述的需要用下列順序(圖1、3、2)。
1)端圈起翹，動態(tài)不并圈螺旋壓簧的繞制(圖1)本結(jié)構(gòu)的特征在端圈終點(diǎn)起翹與動態(tài)不并圈。當(dāng)起翹量程φA與φB較大時(shí)(如φA＞360°，φB＞360°)這個(gè)壓簧只是圈間節(jié)距(或間距)的調(diào)整，這是普通變節(jié)距繞簧工藝所常見的。而當(dāng)φA與φB小于360°尤以小于90°時(shí)其變節(jié)距量程短，繞制時(shí)略有困難。若輔以一些簡單的工具，或采用改進(jìn)一些的方法在數(shù)量不多，質(zhì)量要求不高時(shí)，采用常規(guī)工藝也不失為一種快速，簡便的方法。
在數(shù)量較多，質(zhì)量要求較高，精度等級也高時(shí)應(yīng)采用較好的專用模具，以下推薦兩種，專用的繞簧心軸。
第一種為“帶槽繞簧心軸”。
這是利用回彈使繞制后的壓簧能與凹槽分離并順利取出一種帶槽心軸。這種心軸在普通繞簧工藝中也可采用，共差別主要在于本結(jié)構(gòu)所用凹槽應(yīng)保證繞制的壓簧能滿足原設(shè)計(jì)壓簧的形狀要求和特征要求，即端圈終點(diǎn)起翹，實(shí)現(xiàn)端圈與鄰圈的動態(tài)不并圈(見圖1圖形結(jié)構(gòu))。
第二種為“組合式繞簧心軸”(見附圖4)。
附圖4“組合式繞簧心軸”。圖上標(biāo)記與說明20.內(nèi)軸；21.φ形內(nèi)軸(見CC剖視)；另可有片形內(nèi)軸等。
30.組合式芯套；31.剖分式(雙片式)芯套(如圖)另有三片式芯套；多片式芯套。
40.驅(qū)動連接裝置(如圖)。
50.簧絲切斷裝置(圖中未表示)。
S1.卡接在銷柱上的繞簧鋼絲(起繞時(shí))。
S0.繞制后正待與芯套(31)分離的壓簧。
由圖4可見由于心軸由芯套與內(nèi)軸兩部分可分離結(jié)構(gòu)組成。這個(gè)結(jié)構(gòu)使組合心軸較廣泛地適應(yīng)尺寸，起翹程度，起翹量程、材料、硬度、回彈量、結(jié)構(gòu)等多種變化，也使較難繞制的一些雙錐形，錐形與園柱形螺旋壓簧中的一些特殊結(jié)構(gòu)得以繞成。
組合式心軸可按需要形成系列，可簡化模具的規(guī)格、品種、結(jié)構(gòu)，方便生產(chǎn)，降低成本，簡化管理……。
2)端圈后起翹，動態(tài)不并圈壓簧的繞制(圖3)本結(jié)構(gòu)的繞制方法類同于第一種結(jié)構(gòu)(圖1)僅起翹始點(diǎn)略為后移，因而普通繞制工藝與兩種推薦的繞簧心軸與繞法均可利用。
3)端圈終點(diǎn)不起翹，動態(tài)不并圈壓簧的繞制(附圖2)從附圖2看，這種壓簧結(jié)構(gòu)對其特征如果不細(xì)加區(qū)分幾乎全同于普通螺旋壓簧，由于毋需并圈，其繞簧工藝不僅常規(guī)方法較為方便，而且采用無槽心軸時(shí)由于端圈間隙增大，螺距變化少，繞制手續(xù)也相對簡化。
遇有特殊需要時(shí)，如錐形或雙錐形壓簧，上文推薦的帶槽心軸與組合式心軸，自然也可按需選用。除繞制以外的各普通工藝，均可按需選用，可方便實(shí)施。
權(quán)利要求1.本實(shí)用新型為螺旋壓縮彈簧，其技術(shù)特征為全工作過程的端圈與鄰圈的動態(tài)不并圈，不接觸，以軟化與消散沖擊破環(huán)提高螺旋壓簧的抗沖擊能力，延長它的使用壽命，它的基本結(jié)構(gòu)為壓簧端圈的終點(diǎn)處增大螺旋角(起翹)，使端圈和它的鄰圈間保持適當(dāng)?shù)拈g距，保證該壓簧在最大工作負(fù)荷(動態(tài)負(fù)荷)作用下，端圈與鄰圈間在動態(tài)條件下仍有足夠大的間隙，這個(gè)間隙在壓簧兩端(假定為A端與B端)用δA′與δB′表示，此時(shí)應(yīng)有如下特征方程δA′＞0 (1)δB′＞0 (2)算式(1)、(2)為本實(shí)用新型的特征方程，凡符合上列方程中任一方程的實(shí)用螺旋壓簧均屬本實(shí)用新型權(quán)利要求的內(nèi)容，對本彈簧端圈終端處起翹的結(jié)構(gòu)而言除了必須符合上列特征方程(1)、(2)之外，還另有特征范圍，假設(shè)新型壓簧端圈終點(diǎn)在A端為Aeo，在B端為Beo，這個(gè)Aeo與Beo同時(shí)又是端圈起翹(變螺旋角)的起始點(diǎn)，而且起翹(變螺旋角)在簧圈中部的某個(gè)點(diǎn)Ae與Be終迄，我們稱 為這個(gè)端圈(A與B)起翹(變螺旋角)始迄的量程，這個(gè)量程用它在端圈底面上的投影的中心角ψA與ψB來表示，列出算式為 本新型由于端圈的動態(tài)不并圈改變了簧圈的結(jié)構(gòu)特性轉(zhuǎn)化并圈部分為有效簧圈，有效簧圈的范圍應(yīng)始自Aeo終止于Beo，有效圈數(shù)n可有下式 對本新型端圈終端起翹實(shí)現(xiàn)全工作過程動態(tài)不并圈的這一結(jié)構(gòu)而言，φA與φB可有如下特征范圍(6、7、8和9、10、11)n×360°＞φA＞0° (6)n×360°＞φB＞0° (7)n×360°＞φA+φB＞0° (8)以及n×360°=φA+φB=φAB(9)φA=n×360°(此時(shí)視φB=0°) (10)或φB=n×360°(此時(shí)視φA=0°) (11)算式(1)、(2)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)組成本權(quán)利要求的特征和范圍，用αAO與αBO表示兩端端圈自身的螺旋角，而用αA與αB表示兩端圈終點(diǎn)處起翹的螺旋角，對于端圈終點(diǎn)處起翹的結(jié)構(gòu)而言，有如下算式(12)、(13)，αA＞αAO(12)αB＞αBO(13)這是本權(quán)利要求的結(jié)構(gòu)形態(tài)條件，它們從屬于算式(1)、(2)，在滿足方程(1)、(2)、(6)、(7)、(8)和(9)、(10)、(11)的條件下，且因方程(12)與(13)的約束，可有如下多種組合形式1)αAO與αBO有相等與不相等的組合，2)αA與αB有相等與不相等的組合，3)以上兩種組合之間在確認(rèn)算式(12)與(13)的約束條件下，可任意組合，以上組合之中選用一特例簡述如下當(dāng)αA=αB(14)且 (15)滿足算式(14)與(15)的這種螺旋壓簧它的結(jié)構(gòu)形態(tài)為在端圈終點(diǎn)處(Aeo或Beo)起翹，增大螺旋角(αA或αB)其量程(φAB)歷經(jīng)全部有效圈，迄止于另一端圈終點(diǎn)(Beo或Aeo)，這就是算式(9)、(10)、(11)的結(jié)構(gòu)，也是算式(6)、(7)、(8)所未能包容的邊界條件，這種結(jié)構(gòu)從繞制工藝上看，有比較好繞的特點(diǎn)，在符合算式(12)與(13)的約束條件下，這個(gè)形式仍有αAO與αBO之間等與不等的兩種組合。
2.按照權(quán)利要求1，端圈動態(tài)不并圈的螺旋壓縮彈簧其技術(shù)特征是螺旋壓簧端圈的終點(diǎn)不起翹，利用端圈自身選擇適當(dāng)?shù)穆菪?αAO與αBO)實(shí)現(xiàn)最大工作負(fù)荷，(動態(tài)負(fù)荷)作用下端圈與它鄰圈間動態(tài)間隙δA′＞0，δB′＞0，不起翹端圈終點(diǎn)前的螺旋角(αAO與αBO)等于終點(diǎn)后的螺旋角(αA與αB)，此時(shí)它們的結(jié)構(gòu)特征方程為式(16)、(17)αA＝αAO(16)αB＝αBO(17)假設(shè)δAi′，δBi′為自A端與B端起數(shù)的第i圈與它的下一鄰圈(第i＋1圈)之間的動態(tài)間隙，(定義同于δA′與δB′)則δA′、δB′……δAi′、δBi′……之間可有相等與不相等的組合，根據(jù)算式(16)、(17)，起翹量程為零，應(yīng)有φA＝0 (18)φB＝0 (19)方程(1)、(2)、(16)、(17)、(18)、(19)組成本權(quán)利要求的特征與范圍，這個(gè)范圍，包含上述δA′、δB′……δAi′、δBi′……之間的各種組合，對照算式(18)、(19)與(6)、(7)以及(16)、(17)與(12)、(13)可清楚看到，本權(quán)利要求為權(quán)利要求1的特殊形式與補(bǔ)充，這個(gè)補(bǔ)充正好是基本結(jié)構(gòu)的一個(gè)特殊而又未包容的邊界條件(令6、7、8式等于零，又使12、13式延伸為等式)。
3.按照權(quán)利要求1與2，端圈動態(tài)不并圈的螺旋壓縮彈簧其技術(shù)特征為端圈終點(diǎn)(Aeo與Beo)處不起翹，而在這個(gè)終點(diǎn)外鄰圈上的任意點(diǎn)C與D上開始改變螺旋角(包含起翹)，并指定C點(diǎn)在A端端圈鄰圈上，D點(diǎn)在B端端圈鄰圈上，這個(gè)起翹點(diǎn)(C與D)變動范圍，應(yīng)在端圈鄰圈整周圈以內(nèi)(不含端圈終點(diǎn))，用Aeo與Beo表示這鄰圈的始點(diǎn)，C與D在鄰圈內(nèi)的變動范圍如下式360°≥θC＞0° (20)360°≥θD＞0° (21)此處θC與θD分別表示C點(diǎn)與D點(diǎn)相對于Aeo與Beo和兩端簧圈中心的極坐標(biāo)的位置，算式(20)、(21)為C點(diǎn)與D點(diǎn)的變動范圍方程也是本權(quán)利要求的特征范圍方程。當(dāng)用αC與αD表示在C點(diǎn)與D點(diǎn)自由狀態(tài)下起翹的螺旋角時(shí)，有下式αC≠αAO(22)αD≠αBO(23)方程(20)、(21)、(22)、(23)為本權(quán)利要求的形態(tài)范圍方程，設(shè)定φC與φD為始自C點(diǎn)與D點(diǎn)的變螺旋角的量程，本權(quán)利要求的結(jié)構(gòu)范圍有下式n×360°＞φC＞0° (24)n×360°＞φD＞0° (25)n×360°＞φC＋φD＞0° (26)方程(1)、2)與(20)、(21)、(22)、(23)、(24)、(25)、(26)組成本權(quán)利要求結(jié)構(gòu)特征與特征范圍。
專利摘要本實(shí)用新型為螺旋壓縮彈簧。用以解決端圈并圈螺旋壓簧早期斷裂。其特征為端圈與鄰圈動態(tài)不并圈?？上捌谠础?。軟化與消散沖擊破壞；提高抗沖擊能力30％至2倍；防止斷裂，延長“疲勞壽命”50％至幾十倍；完善減震特性適應(yīng)近代高速、輕型、高頻、重載、耐溫、耐壓、耐蝕、耐沖擊等新科技產(chǎn)品優(yōu)化彈性系統(tǒng)的需要。
文檔編號F16F1/06GK2091991SQ9022518
公開日1992年1月1日 申請日期1990年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月15日
發(fā)明者陸鍾 申請人:陸鍾