флагман современной отечественной индустрии Фрикционных и Фильтровальных Материалов

Что такое пружина?

Пружину можно определить как упругое тело, которое сопротивляется приложенной извне силе, вызывая изменение своей формы и размера, а при снятии нагрузки пружина восстанавливает свою первоначальную форму и размер.
Пружины работают по принципу закона Гука, который гласит, что напряжение, приложенное к пружине, прямо пропорционально деформации, возникающей в пределах предела упругости.
Проще говоря, растяжение пружины прямо пропорционально приложенному напряжению в пределах предела упругости.
Таким образом, чем больше приложенное напряжение, тем больше будет произведенный прогиб. Теперь, когда мы знаем, что такое пружина, давайте познакомимся со спиральными пружинами.

Что такое спиральная пружина?

Спиральная пружина представляет собой упругое тело, состоящее из проволоки, намотанной в форме спирали. Она сопротивляется приложенной внешней силе, что приводит к изменению своей формы и размера. Когда нагрузка снимается, пружина восстанавливает свою исходную форму и размер.

Работа спиральных пружин основана на принципе закона Гука, согласно которому напряжение, приложенное к пружине, прямо пропорционально деформации в пределах упругости. Проще говоря, прогиб спиральной пружины прямо зависит от приложенного напряжения в пределах упругости.

Таким образом, чем больше приложенное напряжение, тем больше прогиба будет иметь спиральная пружина. Однако для транспортных средств, таких как грузовики, фургоны и автобусы, обычно используются листовые рессоры, так как они обладают большей несущей способностью по сравнению со спиральными пружинами. Винтовые пружины чаще применяются в железнодорожных вагонах, ручках click, механических клавиатурах, пого-стиках, тренажерах для спортзалов, амортизаторах легковых автомобилей и других областях.

Классификация спиральных пружин

Ниже приведена классификация спиральных пружин.

Спиральная пружина сжатия предназначена для выдерживания осевой сжимающей нагрузки. Витки расположены очень плотно друг к другу, как показано на рисунке. При приложении сжимающей нагрузки в осевом направлении, пружина сжимается и расстояние между витками уменьшается.

Спиральная торсионная пружина Спиральная торсионная пружина предназначена для передачи крутящего момента. Она имеет спиральную форму и расположена таким образом, чтобы создать силу, когда она подвергается вращающемуся движению.

В зависимости от угла наклона спирали

Спиральная пружина с открытым витком имеет небольшой угол наклона у своих витков. Это позволяет она легко сжиматься и растягиваться без создания большой силы.

Спиральная пружина с замкнутым витком имеет более крутой угол наклона у своих витков. Это делает ее более жесткой и способной выдерживать большие нагрузки. Таким образом, спиральные пружины могут быть классифицированы по характеру нагрузки, а также по углу наклона спирали, что позволяет им выполнять различные функции в различных применениях.

Спиральная натяжная пружина

Спиральная пружина растяжения сконструирована таким образом, чтобы выдерживать осевую растягивающую нагрузку. Витки расположены очень близко друг к другу, как показано на рисунке.
Когда растягивающая нагрузка прикладывается в осевом направлении, пружина имеет тенденцию расширяться и расстояние между витками увеличивается.

При приложении натяжения пружина сопротивляется натягиванию и пытается удержаться вместе.

Применение спиральных натяжных пружин включает пружины в батуте, карбюраторах, дверных замках, стрелочном указателе, тренажерах для спортзалов, коробке передач и т.д.

Спиральная пружина сжатия

Спиральная пружина сжатия представляет собой винтовую пружину, витки которой расположены отдельно друг от друга, и, как следует из названия, пружина сконструирована таким образом, чтобы выдерживать осевую сжимающую нагрузку.
При воздействии на них сжимающих сил витки пружины сжимаются и сближаются друг с другом. При снятии нагрузки пружина возвращается к своей первоначальной форме.
Применение спиральных пружин сжатия включает амортизаторы в автомобилях, циклическую подвеску, приложение давления в сцеплении автомобиля, в тормозах автомобилей, в пружинных весах для измерения усилия, игрушках и т.д.

Спиральная торсионная пружина

Как следует из названия, в спиральной пружине кручения усилие прикладывается по касательной к оси, и пружина подвергается скручиванию под действием действующих на нее сил.
Когда пружина подвергается скручиванию, она создает крутящий момент в противоположном направлении и пропорционален величине угла, на который она скручивается.
Применение спиральных торсионных пружин такое же простое, как пружина в заколках для волос, мышеловках, ручных захватах в спортивных залах, робототехнике и многом другом

Спиральная пружина с открытым витком

Спиральная пружина с открытым витком — это пружина, у которой угол наклона спирали превышает 10 градусов. Между двумя соседними витками пружины имеется значительный зазор.

Спиральная пружина с замкнутым витком

В спиральной пружине с замкнутым витком угол наклона спирали составляет менее 10 градусов. Зазор между двумя соседними витками сравнительно невелик.

Терминология спиральных пружин

Ниже приведены термины , используемые для обозначения спиральной пружины:
  1. Сплошная длина
  2. Свободная длина
  3. Средний диаметр
  4. Шаг
  5. Индекс пружин
  6. Угол наклона спирали пружины

1. Сплошная длина

Когда все витки пружины сжаты так, что они соприкасаются друг с другом, считается, что длина пружины равна сплошной длине.
Математически сплошная длина = Общее количество витков × Диаметр пружинной проволоки (d)
Схема спиральных пружин

 

2. Свободная длина (L0)

 Свободная длина спиральной пружины — это длина пружины в ненагруженном или свободном состоянии.

3. Средний диаметр (D)

Средний диаметр спиральной пружины представляет собой среднее значение внешнего диаметра витка (De) и внутреннего диаметра витка (D).
Математически средний диаметр = (De + D) / 2

4. Шаг (P)

Шаг пружины определяется как осевое расстояние между двумя соседними витками в ненагруженном состоянии.

5. Индекс пружины (C)

Индекс упругости спиральной пружины определяется как отношение среднего диаметра пружины (D) к диаметру пружинной проволоки (d)
Математически мы можем сказать, что индекс пружины (C) = D / d

6. Угол наклона спирали пружины (α)

Угол наклона спиральной пружины — это угол, образованный осью проволоки пружины и линией, перпендикулярной оси пружины, как показано на рисунке выше.

Преимущества спиральных пружин

Ниже приведены преимущества спиральных пружин
  • Спиральные пружины отличаются высокой надежностью.
  • Они имеют постоянную скорость пружинения.
  • Спиральные пружины обладают хорошей прочностью.
  • Спиральные пружины доступны в широком ассортименте в зависимости от области применения.
Наше предприятие производит металлические пружины в огромном ассортименте, получить сведения об их разновидностях и размерах можно по данной ССЫЛКЕ.