[实用新型]具有防断裂式端圈的螺旋弹簧

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种螺旋弹簧，具体地，涉及一种具有防断裂式端圈的螺旋弹簧。

背景技术

弹簧是机械产品中的重要基础元件之一，弹簧的性能质量直接影响着整个设备的运行安全和效率。

一般而言，弹簧的任意横截面所受的切应力在弹簧内径受力最大，外径受力最小。因此由于设计、材料强度造成的断裂失效，裂纹源往往在弹簧的内侧,在弹簧的第1～3圈处承受的扭转和弯曲应力最大。压缩弹簧往往在第2～3个有效圈处容易发生疲劳，弹簧的断裂部位一般均出现在端面上第一圈与第二圈并圈附近，即支承端圈与过渡圈之间。

现有技术中的螺旋弹簧其结构基本类似，参见图1和图2所示，该图1和图2显示弹簧卷绕之前的展延状态，由图中可以看出，在现有技术中，螺旋弹簧线材2在卷绕成螺旋弹簧之前，其端圈线材部分1的截面基本呈矩形，这样在该弹簧线材卷绕成螺旋弹簧后，由于螺旋弹簧的承载圈（即两个支承端圈之间的承载圈）具有螺旋倾角，因此支承端圈和邻近的承载圈在工作状态下形成局部点接触而不是线接触，运行中因接触磨损而产生的磨损平面与弹簧材料的外圆面形成锐角，导致应力集中在一点形成疲劳裂纹源，尤其是，在冲击载荷下形成应力峰，引起振动，靠近端部首先受力，且来不及将载荷传递到螺旋弹簧的其它圈上，引起超许用应力,长期工作状态下靠近端部的接触部分容易发生疲劳断裂而失效。 实践证实，这种现有技术的螺旋弹簧容易发生断裂缺陷，工作可靠性大大降低。

鉴于现有技术的上述缺陷，需要设计一种的新型的螺旋弹簧。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型的螺旋弹簧，以克服现有技术的上述缺陷，该螺旋弹簧能够显著地减少疲劳断裂缺陷，有效地增强弹簧工作的可靠性。

上述目的通过如下技术方案实现：具有防断裂式端圈的螺旋弹簧，其中，该螺旋弹簧的支承端圈的线材截面呈半椭圆形，并且该支承端圈线材的半椭圆表面朝向所述螺旋弹簧的承载圈。

就本实用新型的技术效果而言，由于通过本实用新型的螺旋弹簧的支承端圈可以与相邻的承载圈形成良好的线接触，从而可以有效地减少弹簧的断裂现象。例如，采用同批同炉材料，将相同规格的现有技术螺旋弹簧与本实用新型的螺旋弹簧进行同等受载条件下的疲劳试验对比，其试验的结果大不一样。现有技术的螺旋弹簧的疲劳试验次数远小于采用本实用新型螺旋弹簧的疲劳试验次数。也就是说，本实用新型螺旋弹簧由于采用独特的支承端圈，其能够显著对提高弹簧的使用寿命、减少弹簧的疲劳断裂。本实用新型的螺旋弹簧属于一种结构上创新，其通过简单的结构改进，大大提高了弹簧工作的可靠性。

附图说明

图1为现有技术螺旋弹簧端圈线材部分的俯视示意图；

图2为现有技术螺旋弹簧端圈线材部分的主视示意图，其中显示了现有技术端圈线材部分的截面；

图3为本实用新型具体实施方式的螺旋弹簧端圈线材部分的俯视示意图；

图4为本实用新型具体实施方式的螺旋弹簧端圈线材部分的主视示意图，其中显示了本实用新型端圈线材部分的部分；

图5为本实用新型具体实施方式的螺旋弹簧的示意图。

图中：1端圈线材部分；2螺旋弹簧线材；3螺旋弹簧；4支承端圈；5承载圈。

具体实施方式

以下结合附图描述本实用新型具有防断裂式端圈的螺旋弹簧的具体实施方式。

如上所述，螺旋弹簧的断裂部位均出现在支承端圈4与第二圈承载圈5附近，弹簧的支承端圈4和承载圈5在工作状态下形成局部点接触运行中因接触磨损而产生的磨损平面与弹簧材料的外圆面形成锐角，导致应力集中在一点，从而形成疲劳裂纹源，这是导致现有技术螺旋弹簧容易断裂的主要原因之一。因此，如果解决支承端圈4和承载圈5的接触磨损问题，将承载时的点接触改进为线接触，则弹簧接触磨损断裂现象可以显著解除。

参见图3和图4所示，通过改进弹簧端头的碾尖模具，使得端圈线材部分1的截面形成为半椭圆形，螺旋弹簧线材2的其余部分不变。这样，在螺旋弹簧线材2卷绕形成螺旋弹簧3后，参见图5所示，本实用新型的螺旋弹簧具有防断裂式支承端圈4，该支承端圈4的线材截面呈半椭圆形，并且在卷绕呈螺旋弹簧后，该支承端圈4线材的半椭圆面朝向螺旋弹簧3的承载圈5。

本实用新型的螺旋弹簧3可以使得支承端圈4与其邻近的承载圈形成线接触，而不像现有技术那样形成不均匀的点接触。