Пружина: определение, типы, функции, материалы | Бизнес-мудрость

Пружина: определение, типы, функции, материалы

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. Пружина — это деталь, которая накапливает энергию при приложении силы (от груза) и высвобождает энергию после снятия нагрузки. В нормальных условиях, независимо от типа пружины, используемой в изделии, пружина возвращается к своей исходной форме после снятия нагрузки.

Использование пружин в любом продукте основано на законе Гука.

Использование пружин в любом продукте основано на законе Гука.

Использование пружин в любом продукте основано на законе Гука. Закон Гука просто демонстрирует взаимосвязь между «силой», действующей на пружину, и ее упругостью. Проще говоря, закон Гука гласит, что сила, необходимая для сжатия и растяжения пружины, прямо пропорциональна смещению.

Математически закон Гука выражается как F = -kX,

F = сила, приложенная к пружине Н

X -смещение пружины (отрицательное значение указывает, что возвращающая сила противоположна направлению.) мм

-k — жесткость пружины. Это зависит от типа материала пружин и показывает постоянную жесткость.

Kpacнaя линия нa гpафике oтoбpaжaeт измeнeниe cилы (F) в зaвиcимocти или пoлoжeния в coглacoвaннocти c зaкoнoм Гука.

Kpacнaя линия нa гpафике oтoбpaжaeт измeнeниe cилы (F) в зaвиcимocти или пoлoжeния в coглacoвaннocти c зaкoнoм Гука.

Виды пружин.

По виду воспринимаемой нагрузки:

Выбрать и купить 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 растяжения LSF TES 0.10x1.30x2.90x7.00 EN10270-1

Пружины растяжения LSF TES 0.10×1.30×2.90×7.00 EN10270-1

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.