Пружина – важный элемент механизмов, обеспечивающий упругость и возврат приложенного усилия. В данной статье мы рассмотрим различные виды пружин, их применение в различных областях, а также влияние жесткости и нагрузки на их работу. Понимание особенностей пружин поможет лучше оценить их эффективность и выбрать подходящий вариант для конкретных задач.
Виды пружин
Пружины бывают различных видов в зависимости от их конструкции и способа нагрузки. Одним из основных видов пружин являются витые пружины, которые широко применяются в различных устройствах и механизмах. Они могут иметь различные формы в зависимости от конкретного применения: цилиндрические, конические, винтовые и другие. Каждая форма витой пружины обладает своими особенностями и характеристиками, определяющими ее функциональные возможности и область применения. Кроме того, пружины могут быть классифицированы по способу нагрузки, что также влияет на их работу и эффективность. Важно учитывать все эти факторы при выборе пружины для конкретной задачи, чтобы обеспечить оптимальное функционирование механизма или устройства.
По конструктивному признаку осуществляется классификация пружин на несколько разновидностей:
По конструктивному признаку осуществляется классификация пружин на несколько разновидностей:
- Винтовые.
- Торсионные.
- Спиральные.
- Тарельчатые.
- Волновые.
Винтовые.
Торсионные.
Спиральные.
Тарельчатые.
Волновые.
Винтовыеявляются самыми широко распространенными. Они имеют форму трубки. Элемент получают методом навивки
проволоки
или прута на цилиндрический шаблон. После чего заготовка поддается закалке и отпуску. В зависимости от способа навивки зависит направление работы пружины. Наличие зазоров между витками позволяет ее использовать как элемент сжатия. Примером являются пружины в шариковых ручках, подвесках автомобилей, мототранспорта. При плотной навивке пружина срабатывает на растяжения. Такие элементы имеют на краях проушины зацепы. Их используют в механизмах автоматического закрывания двери.
Винтовые
Винтовыеявляются самыми широко распространенными. Они имеют форму трубки. Элемент получают методом навивки
проволоки
или прута на цилиндрический шаблон. После чего заготовка поддается закалке и отпуску. В зависимости от способа навивки зависит направление работы пружины. Наличие зазоров между витками позволяет ее использовать как элемент сжатия. Примером являются пружины в шариковых ручках, подвесках автомобилей, мототранспорта. При плотной навивке пружина срабатывает на растяжения. Такие элементы имеют на краях проушины зацепы. Их используют в механизмах автоматического закрывания двери.
Торсионныеимеют аналогичное устройство, что и винтовые. Однако они устроены так, чтобы срабатывать на кручение и изгиб. Концы таких пружин сделаны удлиненными для зацепа при установке. При воздействии на скручивание элемент противодействует. Торсионные пружины, к примеру, используются в сложных механизмах закрывания дверей.
Торсионные
Торсионныеимеют аналогичное устройство, что и винтовые. Однако они устроены так, чтобы срабатывать на кручение и изгиб. Концы таких пружин сделаны удлиненными для зацепа при установке. При воздействии на скручивание элемент противодействует. Торсионные пружины, к примеру, используются в сложных механизмах закрывания дверей.
Спиральныеимеют форму ленты закрученной в спираль. Этот элемент применяется для накопления энергии. При установке в механизм он закручивается, накапливая за счет своей упругости энергию на раскручивание. 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.
Спиральные
Спиральныеимеют форму ленты закрученной в спираль. Этот элемент применяется для накопления энергии. При установке в механизм он закручивается, накапливая за счет своей упругости энергию на раскручивание. 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.
Тарельчатаяпружина имеет вид шайбы выгнутой под конус. За счет упругости металла она противодействует сжатию. Они постоянно подпирают гайки или другие комплектующие. Это достаточно редко применяемый элемент, однако он получил широкое распространение в механизмах рулевых реек большинства автомобилей.
Тарельчатая
Тарельчатаяпружина имеет вид шайбы выгнутой под конус. За счет упругости металла она противодействует сжатию. Они постоянно подпирают гайки или другие комплектующие. Это достаточно редко применяемый элемент, однако он получил широкое распространение в механизмах рулевых реек большинства автомобилей.
Волновыепредставляют собой ленту уложенную по синусоиде, то есть волной. 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.
Волновые
Волновыепредставляют собой ленту уложенную по синусоиде, то есть волной. 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.
Классификация пружин по способу нагрузки
Пружина донор разогревается любым доступным способом. Можно использовать горн, газовую или бензиновую горелку. Она греется до темно-красного цвета побежалости, после чего оставляется остывать на воздухе. Такая термообработка называется отжиг. Структура металла пружины меняется, и он становится податливым. Благодаря этому она легко разматывается на проволоку.
| Вид пружины | Применение | Жесткость и нагрузка | Особенности |
|---|---|---|---|
| Винтовая | Общая категория, включает в себя цилиндрические, конические и другие пружины | Варьируется в зависимости от конструкции и материала | Может быть сжата или растянута, может иметь постоянную или переменную жесткость |
| Цилиндрическая | Самый распространенный тип пружины | Жесткость зависит от диаметра проволоки, числа витков и материала | Используется в автомобильной промышленности, бытовой технике, электронике и других отраслях |
| Коническая | Используется в случаях, когда требуется большая жесткость на сжатие и меньшая на растяжение | Жесткость зависит от диаметра проволоки, числа витков и угла наклона витков | Используется в автомобильной промышленности, сельскохозяйственной технике, строительстве и других отраслях |
| Тарельчатая | Используется в случаях, когда требуется большая жесткость на сжатие и меньшая на растяжение | Жесткость зависит от диаметра проволоки, числа витков и толщины тарелки | Используется в автомобильной промышленности, сельскохозяйственной технике, строительстве и других отраслях |
| Спиральная | Используется в случаях, когда требуется большая жесткость на растяжение и меньшая на сжатие | Жесткость зависит от диаметра проволоки, числа витков и длины пружины | Используется в автомобильной промышленности, бытовой технике, электронике и других отраслях |
Пружина донор разогревается любым доступным способом. Можно использовать горн,
газовую
или
бензиновую горелку
. Она греется до темно-красного цвета побежалости, после чего оставляется остывать на воздухе. Такая термообработка называется отжиг. Структура металла пружины меняется, и он становится податливым. Благодаря этому она легко разматывается на проволоку.
Пружина донор разогревается любым доступным способом. Можно использовать горн,
газовую
или
бензиновую горелку
. Она греется до темно-красного цвета побежалости, после чего оставляется остывать на воздухе. Такая термообработка называется отжиг. Структура металла пружины меняется, и он становится податливым. Благодаря этому она легко разматывается на проволоку.
Далее проволока наматывается на шаблон нужного диаметра. В его качестве может использоваться прут, болт и т.д. Витки делаются вплотную. Затем заготовка снимается с бланка и из нее формируется необходимая пружина. Если она должна работать на сжатие, то витки разводятся. При изготовлении пружины растяжения в ней формируются проушины. Если же изготавливается торсионное изделие, то края оставляются длинными и ровными.
Далее проволока наматывается на шаблон нужного диаметра. В его качестве может использоваться прут, болт и т.д. Витки делаются вплотную. Затем заготовка снимается с бланка и из нее формируется необходимая пружина. Если она должна работать на сжатие, то витки разводятся. При изготовлении пружины растяжения в ней формируются проушины. Если же изготавливается торсионное изделие, то края оставляются длинными и ровными.
После этого заготовка снова разогревается до темно-красного цвета и остужается в машинном масле. Это закаляет металл, делая его снова твердым, упругим, но хрупким. Затем изделие снова греется горелкой, но уже до светло-серого цвета и оставляется остужаться на воздухе. В результате металл отпускается. Он сохраняет упругость, но теряет хрупкость. В таком виде изделие уже может использоваться по назначению.
После этого заготовка снова разогревается до темно-красного цвета и остужается в машинном масле. Это закаляет металл, делая его снова твердым, упругим, но хрупким. Затем изделие снова греется горелкой, но уже до светло-серого цвета и оставляется остужаться на воздухе. В результате металл отпускается. Он сохраняет упругость, но теряет хрупкость. В таком виде изделие уже может использоваться по назначению.
Формы витых пружин
В зависимости от формы витков пружины можно выделить несколько основных типов. Один из наиболее распространенных видов – это цилиндрические пружины. Они имеют форму цилиндра и обычно применяются в различных устройствах, где требуется упругость и возвратная способность.
Еще одним типом пружин являются конические пружины. Они имеют постепенно уменьшающийся диаметр витков от одного конца к другому, что придает им особую гибкость и возможность более плавного сжатия или растяжения.
Также существуют витые пружины с переменным шагом витков. Этот тип пружин обладает специфической структурой, позволяющей равномерно распределять нагрузку и обеспечивать оптимальную работу в различных условиях.
Кроме того, можно выделить спиральные пружины, которые имеют форму спирали и обычно применяются в устройствах, где требуется равномерное распределение усилия и высокая упругость.
Каждая форма витой пружины имеет свои особенности и применение в различных областях техники и промышленности, позволяя создавать эффективные и надежные механизмы.
Мнение эксперта:
Пружины являются важным элементом механизмов и конструкций, обеспечивая поддержку, амортизацию и возвращение в исходное положение. Эксперты отмечают, что существует несколько видов пружин, каждый из которых имеет свои особенности и области применения. Например, спиральные пружины широко используются в автомобильной промышленности, а газонаполненные пружины применяются в медицинском оборудовании. Жесткость пружины определяется ее конструкцией и материалом, из которого она изготовлена, влияя на способность пружины справляться с нагрузкой. При выборе пружины необходимо учитывать требуемую жесткость и нагрузку, чтобы обеспечить оптимальную работу механизма.
Частые вопросы
Какие бывают виды пружин?
цилиндрические,конические и параболоидные,тарельчатые,пластинчатые,торсионные,жидкостные,газовые,плоские,Ещё•12 апр. 2019 г.
Как правильно подобрать жесткость пружин?
Принцип этот очень прост: если вы занижаете машину, сокращая рабочий ход подвески на сжатие на 20%, то вы должны поставить пружины, на 20% более жесткие. Если на 50% – то на 50%. Машина не должна ложиться на отбойники чаще, чем она ложилась до изменений.
Какие пружины лучше жесткие или мягкие?
Более жесткая пружина будет передавать на кузов больше ям и ухабов, но управлять автомобилем будет интереснее: водитель лучше чувствует дорогу, машина меньше кренится в поворотах. Подвеска с более мягкими пружинами лучше отрабатывает неровности и меньше передает их на кузов.
Для чего используются пружины?
Пружины используются для изготовления бытовой техники (пульты ДУ, запирающие устройства), кровати, матрасы, мебель, кухонные принадлежности. Нигде не обойтись без пружин. Даже прищепки и женские украшения не обходятся без этих элементов. Выпускаются они различного диаметра.
Полезные советы
СОВЕТ №1
При выборе пружины обратите внимание на ее вид (например, спиральная, витая, плоская) и применение (автомобильная, промышленная, медицинская) – это поможет подобрать оптимальный вариант для конкретной задачи.
СОВЕТ №2
Изучите понятия жесткости и нагрузки пружины, чтобы правильно подобрать ее для требуемых условий эксплуатации – это поможет избежать излишнего износа или недостаточной эффективности.
СОВЕТ №3
Особое внимание обратите на особенности каждого типа пружины, такие как материал изготовления, диаметр проволоки, количество витков – это позволит выбрать наиболее подходящий вариант для конкретной цели.
Интересные факты
-
Пружины использовались еще в древности. Первые пружины, обнаруженные археологами, датируются 3000 годом до нашей эры. Они были сделаны из костей животных и использовались в качестве ловушек для животных.
-
Самый распространенный тип пружины — спиральная пружина. Она состоит из проволоки, которая намотана вокруг центральной оси. Спиральные пружины могут быть сжатыми, растянутыми или скрученными.
-
Пружины используются в самых разных устройствах, включая часы, автомобили, электронику и медицинское оборудование. Они также используются в матрасах, мебели и спортивном инвентаре.
