Технологии, промышленный дизайн, машиностроение. Инженер. Разрабатываю чертежи и 3D... · 4 мая 2021 · pavel-samuta.livejournal.com
Пружина: определение, типы, функции, материалы, применение, преимущества и недостатки.
В этой статье я расскажу вам о основных типах, функциях, материалах, применении, преимуществах и недостатках пружин. Итак, давайте углубимся в статью и начнем с определения пружины.
Пружина - упругий элемент один из самых широко применяемых в конструкциях, приборах и различных механизмах, основная функция которого - отклоняться под действием нагрузки и восстанавливать первоначальную форму при снятии нагрузки - отдающая или поглощающая механическую энергию. Он также используется для хранения энергии - накапливающая.
Виды пружин.
По виду воспринимаемой нагрузки:
Пружины растяжения — рассчитаны на увеличение длины под нагрузкой. В ненагруженном состоянии обычно имеют сомкнувшиеся витки. Проволочная пружина с крючками или кольцами на концах, которые позволяют пружине удерживать объект, который будет раздвигать витки пружины за счет добавления силы. Когда приложена внешняя сила, компоненты раздвигаются, и эти пружины пытаются вернуть эти компоненты в исходное положение.
- Пружины сжатия — рассчитаны на уменьшение длины под нагрузкой. Витки таких пружин без нагрузки не касаются друг друга. Концевые витки поджимают к соседним и торцы пружины шлифуют. Длинные пружины сжатия, во избежание потери устойчивости, ставят на оправки или стаканы, либо используют менее габаритные волновые пружины. Пружины сжатия находят применение в широком спектре промышленных применений из-за их способности удерживать и отдавать энергию без сложных деталей или механизмов. Достоинством такого упругого элемента является его компактность. Внутри витков пружины можно разместить амортизатор, ограничитель хода или направляющую трубу свечной подвески. У пружин растяжения-сжатия под действием постоянной по величине силы витки испытывают напряжения двух видов: изгиба и кручения.
- Пружина изгиба — применяется для передачи упругих деформаций при незначительных изменениях геометрических размеров пружины или пакета пружин (рессоры, тарельчатые пружины).Они имеют разнообразную простую форму ( торсионы, стопорные кольца и шайбы, упругие зажимы, элементы реле и т.п.)
- Пружины кручения —- это особый тип пружин, которые сильно сопротивляются вращающим силам, известным как крутящий момент. Могут быть двух видов:
- торсионные — стержень, работающий на кручение (имеет большую длину, чем витая пружина)
- спиральные пружины, работающие на кручение (как в бельевых прищепках, в мышеловках и в канцелярских дыроколах).
Проволочные спиральные пружины с прямыми проволоками на концах образуют ножки, которые позволяют приложить к ним вращающую силу и создавать крутящий момент.
Двойные пружины кручения имеют левую и правую спиральные секции, соединенные вместе. Левая и правая секции спроектированы отдельно, а общий прилагаемый крутящий момент рассчитывается как сумма двух. Они могут удерживать механизм на месте статически, отклоняя ножки по центральной оси его корпуса.
В приборостроении известна пружина Бурдона — трубчатая пружина в манометрах для измерения давления, играющая роль чувствительного элемента.
Пружины можно разделить на различные типы по конструкции, здесь в этом разделе я собираюсь упомянуть некоторые из наиболее широко используемых.
По конструкции:
- прямые витые цилиндрические - используется в подвеске мотоцикла или железнодорожного вагона. В этих пружинах все витки имеют одинаковый диаметр. Упругий элемент в виде пружины состоит из одной детали, поэтому отсутствует трение, присущее листам рессоры. Благодаря этому пружина не нуждается в каком-либо уходе в период эксплуатации;
- выпуклые пружины (т. е. бочкообразные пружины) имеют витки большего диаметра в середине пружины и витки меньшего диаметра на обоих концах. Такая конструкция позволяет виткам вставляться друг в друга при сжатии пружины. Производители используют выпуклые пружины в тех случаях, когда требуется большая устойчивость и устойчивость к колебаниям при разжиме пружины. В большинстве случаев они используются в автомобильной, мебельной и игрушечной промышленности;
- витые конические - используется в электрическом или электронном оборудовании, садовых секаторах и т. Д. Пружины сжатия с переменным внешним диаметром, которые придают корпусу пружины коническую форму. Один конец имеет больший диаметр, чем другой, и витки по всей пружине обеспечивают постепенное сужение или изменение размера. Такое изделие применяется в том случае, если на него дополнительно ложиться поддерживающая функция. Оно не только срабатывает на возврат при деформации, но и работает как опора. На практике вы можете увидеть этот тип пружины в отсеке для батареек пульта дистанционного управления или настенных часов, на дорожных классических велосипедах, где они поддерживают сидение;
- спиральные - имеют форму ленты закрученной в спираль. Когда компоненты начинают вращаться вокруг центра пружины, спиральная пружина оказывает равное усилие, чтобы вернуть их в исходное положение. Именно такие пружины применяются в часовых механизмах, работающих на заводе без использования электрического источника энергии. Также их используют в ручных стартерах бензопил, мотокос для возврата шнура обратно и т.п.;
- пластинчатые бывают разных форм и размеров в зависимости от области применения. Они находит свое применение в таких изделиях как листовые рессоры. Эти пружины не имеют стандартной формы или размера. Они производятся согласно требованиям различных функций. По сравнению с пружинами из круглой проволоки, пружины плоской формы имеют прочную конструкцию и могут выдерживать высокие ударные нагрузки.
- тарельчатые - представляют собой шайбы конической формы, удерживаемые вместе болтом или трубкой, имеющая характеристики пружины. Это неплоская коническая пружина с кожухом, которая обычно нагружается в осевом направлении. Пружина этого типа может оказывать постоянное давление по всей площади соприкосновения а также обеспечивает высокую нагрузку на небольших участках. Его можно использовать там, где быстро происходит тепловое расширение или сжатие - получил широкое распространение в механизмах рулевых реек большинства автомобилей.
- волновые - представляет собой синусоидальную металлическую ленту, навитую ребром по окружности заданного диаметра (обычно от 5 мм до 3000 мм). В зависимости от назначения, выполняется одновитковой или многовитковой. Она навивается по кругу, как и винтовые изделия. Однако благодаря волнообразной укладки при сжатии, она воздействует обратно одинаково по всей плоскости без стремления уйти в сторону. Такое ее качество важно при изготовлении точных механизмов. Волновой элемент также может изготавливаться в виде незамкнутого кольца или тарельчатой пружины с синусоидой.
- торсионные - эти пружины подвергаются напряжению изгиба вместо напряжения скручивания и способны накапливать и высвобождать угловую энергию. Широко применяются торсионные подвески на военной технике и машинах высокой проходимости;
- специальные - проволока нестандартной формы, отвечающая требованиям конкретного устройства для его надлежащего функционирования.
Инженер. Опыт 12 лет. Разрабатываю чертежи и 3D модели в Компас 3D и AutoCad. 
Перейти на pavel-samuta.livejournal.com
Павел, не могли бы Вы поделиться соображениями по изготовлению пружин. Насколько это востребовано и целесообразно... Читать дальше
@Шокер Джан, Для наглядности вот производители уже готовых пружин. Рынок заполнен пружинами на любой вкус. Но если наладите партнерство с крупным заказчиком, то есть смысл купить станок и вить под заказ.
