[实用新型]一种大刚度小变形弹簧

说明书

技术领域

本实用新型涉及液体火箭发动机领域，具体涉及一种大刚度小变形弹簧。

背景技术

为适应变推力发动机推力调节过程中的流量大范围变化，针栓式喷注器通过喷注面积的调节来保持各工况相对稳定的喷注压降，这对针栓喷注器的喷注调节运动件的位移控制提出了很高的精度及重复性或一致性要求。

现有的可调针栓式喷注器通常采用机械定位型式，如通过步进电机精确调节针栓位置，但带来产品结构的复杂性和可靠性降低，而采用压力定位的针栓调节型式，通过作用于针栓上的喷前作用力与弹簧力的平衡自适应调节针栓位置从而调节喷注压降，具有结构简单、产品适应性强的特点，是针栓喷注器技术研究的一个重要方向，但这对控制针栓调节的弹簧不仅在尺寸、变形量、刚度及稳定性、调节往复行程重复性等提高了较高要求，传统意义的螺旋弹簧、蝶形弹簧、环形弹簧、板簧等已经无法满足压力定位针栓喷注器高精度调节和重复性的要求。

实用新型内容

本实用新型针对现有采用压力定位方法针栓喷注器针栓调节精度和控制要求，克服现有弹簧的不足，提供了一种大刚度小变形弹簧，实现针栓调节时的位移精确控制和重复性要求。

本实用新型的技术解决方案是：

一种大刚度小变形弹簧，其特殊之处在于：

包括两个支撑梁和位于这两个支撑梁之间的至少一个变形梁，支撑梁与变形梁为横截面尺寸相同的圆环，支撑梁与变形梁相互平行同轴设置；

变形梁只有一个，则变形梁两个侧面分别通过多个承力梁与支撑梁连接；位于同一侧的承力梁呈圆周均布；两侧的承力梁错开分布，且投影仍呈圆周均布；

或者，在两个支撑梁之间设置有多个相互平行的变形梁，则相邻的变形梁之间、变形梁与支撑梁之间分别通过多个承力梁连接，每一变形梁同一侧设置的承力梁呈圆周均布；每一变形梁两侧的承力梁错开分布，且投影仍呈圆周均布。

基于上述技术方案，本实用新型还做出以下优化和限定：

上述变形梁两侧的承力梁数量可以相同，也可以不同。

上述变形梁两侧的承力梁数量均为2个、3个或4个，承力梁的具体数量可根据弹簧需要的变形梁和刚度选择。

上述弹簧是弹簧钢制成的弹簧。

支撑梁与变形梁相连的一面为内侧面，支撑梁的另一面为外侧面，外侧面的平行度不大于0.005mm。

若在两个支撑梁之间设置有多个相互平行的变形梁，所有承力梁均错开分布，所有承力梁整体投影呈圆周均布。当然，有时根据需要也可以是部分变形梁的承力梁整体投影呈圆周均布，例如共有5层变形梁时，第2层与第4层的承力梁投影重合.(共5层即变形梁的数量为5个。)

该大刚度小变形弹簧的具体结构尺寸根据以下公式确定：

K=AEJnR3···(1)]]>

式中：K…………弹性刚度，kg/mm

E…………材料弹性模量，kg/mm²；

J…………转动惯量，

c…………变型梁宽度，c＝(D2-D1)/2，mm；

b…………变型梁厚度，mm；

n…………变形梁的数量，n＝1；

R…………弹簧中径，R＝(D2+D1)/4，mm；

A…………经验系数，2≤A≤4；

其中，D2为所述弹簧外径，D1为所述弹簧内径。

本实用新型具有以下技术效果：

1、本实用新型的变形梁两个侧面分别通过多个承力梁与支撑梁连接，当变形梁有多个时，相邻的变形梁之间也通过多个承力梁连接，位于同一侧的承力梁呈圆周均布；两侧的承力梁错开分布，且投影仍呈圆周均布；因而本实用新型具有变形小刚度大的优点，能够适应针栓喷注器调节要求；

2、弹簧优选弹簧钢，采用机械加工或其他加工工艺制造，工艺简单且制造精度高；

3、弹簧为圆柱形状，结构简单，尺寸小，可适应针栓喷注器结构空间要求；