Пружина — это упругий компонент машин и механизмов, который способен накапливать и отдавать либо поглощать механическую энергию.
Первые упругие устройства, использовавшиеся человеком, включали такие предметы, как пинцеты, зажимы и луки, которые имели элементы, накапливающие упругую энергию. Эти простейшие пружины стали основой для последующего развития механических пружинных конструкций.
Теория
С точки зрения физики, пружина — это устройство, которое накапливает потенциальную энергию благодаря изменению расстояний между атомами в упругом материале. Металлические витые пружины преобразуют энергию деформации сжатия или растяжения в энергию кручения материала, из которого они сделаны. Это позволяет многократно усиливать упругость за счёт увеличения длины проволоки, противостоящей воздействию. Волновые пружины сжатия, например, состоят из рессор, которые работают на изгиб и могут быть соединены последовательно или параллельно.
Виды пружин
Пружины различаются по типу воспринимаемой нагрузки:
- Пружины сжатия: Сжимаются под воздействием нагрузки, уменьшая свою длину. Витки таких пружин не соприкасаются в ненагруженном состоянии.
- Пружины растяжения: Увеличивают длину под нагрузкой и в покое имеют сомкнутые витки. На концах часто есть крючки или кольца для крепления.
- Пружины кручения: Включают торсионные пружины (стержень, работающий на кручение) и витые пружины, такие как в канцелярских дыроколах или мышеловках.
- Пружины изгиба: Используются для передачи упругих деформаций, когда геометрические размеры пружины изменяются незначительно. Примеры: рессоры, тарельчатые пружины.
Кроме того, существуют специфические пружины, такие как трубчатая пружина Бурдона, которая используется в приборах для измерения давления и выступает как чувствительный элемент.
По конструкции пружины можно разделить на следующие типы:
- Витые цилиндрические (винтовые пружины);
- Конические (амортизаторы);
- Спиральные (например, в часовых механизмах);
- Плоские и пластинчатые (рессоры);
- Тарельчатые и волновые пружины;
- Торсионные;
- Телескопические (как в секаторе);
- Мембранные (с нелинейной характеристикой);
- Конструктивные пружины (пинцеты);
- Жидкостные и газовые пружины.
Основные параметры пружин
Основные характеристики для витых цилиндрических и конических пружин включают:
- количество витков
- шаг витка
- диаметр проволоки
- допустимую нагрузку
- линейную зависимость между деформацией и нагрузкой
Для волновых пружин эти характеристики дополняются числом витков, волн на виток и коэффициентом жёсткости.
Материалы и технология изготовления
Пружины производят из различных материалов с высокими прочностными и упругими свойствами, таких как сталь, пластмасса, дерево или фанера. Материалы с высокой упругостью, например, резина, могут использоваться в естественном виде, хотя её упругие свойства менее стабильны, что ограничивает использование в точных приборах.
Пружины из стали создаются из высокоуглеродистых марок или нержавеющей стали для устойчивости в агрессивной среде. Маленькие пружины изготавливают из готовой проволоки, а крупные сначала формуют из отожжённой стали, после чего проходят закалку. Закалённые пружины подвергают отпуску при температуре около 450–480 °C и охлаждают на воздухе.
Для заказа пружин оставляйте заявку на нашем сайте https://pkstandart.ru/contacts
◕‿◕
Также рекомендуем: