Сферы применения разных типов пружин. Основные разновидности пружин кручения

Типы и виды пружин

Как ранее было отмечено, изготавливаются различные виды пружин, все они обладают своими определенными особенностями, которые стоит учитывать. Классификация проводится по конструктивным признакам. Выделяют следующие типы пружин:

1. Винтовые. Эта разновидность встречается в различных механизмах, устанавливается практически везде, к примеру, в автомобилях. При этом выделяют следующие типы автомобильных пружин: цилиндрические и конические, а также с переменным диаметром. Следует учитывать, что рассматриваемое изделие представлено витками с одинаковым и различным диаметром. Довольно распространенный признак применения заключается в установке пружинных амортизаторов, которые являются важным элементом конструкции автомобиля. В некоторых случаях проводится установка пружины с переменным шагом витков.
2. Торсионные. Во многом этот вариант исполнения напоминает предыдущий, но при этом работает на кручение и изгиб. Подобная форма пружины позволяет устанавливать ее в качестве основного элемента подвески. Этот же механизм устанавливается для открытия и закрытия дверей, обеспечения функциональности противовесов.
3. Спиральные. Этот вариант исполнения напоминает плоский вид пружины, который закручивается по спирали в виде ленты. Применяется устройство в качестве элемента для накопления кинетической энергии, освобождение которой происходит в определенных случаях. Примером можно назвать настенные или наручные часы, а также другие подобные механизмы.
4. Тарельчатые. Рассматривая классификацию пружин следует уделить внимание тарельчатому варианту исполнения. Этот вариант исполнения не напоминает стандартный вид пружины, так как состоит из нескольких последовательных дисков, соединенных между собой. Основным преимуществом этого варианта исполнения можно назвать слабую степень деформации даже в случае оказания высокой нагрузки. Зачастую устанавливается в случае изготовления предохранительных клапанов.
5. Волновые. Этот вид представлен изогнутой по синусоиде металлической лентой, которая плавно накручивается по спирали. Достоинством можно назвать относительно небольшие размеры, из-за высокой точности применяются при создании опорных узлов, подшипников и арматуры, которая перекрывает поток при необходимости.
6. Газовые. Этот вариант исполнения отводится в особую категорию, так как при изготовлении не применяется проволока, а газ вместе с поршнем. Высокая стоимость определена сложностью конструкции, однако она может гасить вибрации и нагрузки с высокой эффективностью.

Рассматривая все о пружинах следует уделить внимание также классификации по характеру нагрузки. По этому признаку выделяют следующие варианты исполнения:

1. Изгиб. Подобный вид пружины при воздействии силы несущественно меняет свои размеры. Распространены торсионные пакеты, а также тарельчатые виды пружины.
2. Пружина кручения. Этот вариант характеризуется небольшими размерами, устанавливаются при изготовлении прищепок.
3. Сжатие и растяжение. Этот тип пружины весьма распространен, при приложении требуемого усилия происходит изменение линейных размеров. Сегодня он встречается в самых различных механизмах. Сжатие и растяжение применяется при создании промышленного и бытового оборудования.

Приведенная выше информация указывает на то, что есть просто огромное количество различных видов пружин, которые применяются в качестве основных элементов различных механизмов.

Типы пружин

Пружина служит для накопления и возврата (передачи) энергии, которую она получает в результате изменения своего физического состояния под различными видами нагрузки. В общем случае процесс восстановлении энергии происходит в момент возврата в первоначальное состояние после деформации под нагрузкой. Пружины производят из любых материалов, обладающих необходимой упругостью и прочностью. Наиболее часто используют разные металлы (углеродистая, легированная сталь, сплавы: бронза, латунь и другие), пластик, других композитных материалов, которые могут сохранять и возвращать кинетическую энергию.

Пружина является необходимым элементом практически любых механизмов, в которых необходимо преобразование механической энергии в кинетическую (например пружина в механизме часов), важным компонентом в конструкции станков, ;двигателей, различных приборов. В некоторых механизмах количество различных видов пружин может достигать десятков и сотен, от которых зависит надежность и качество работы всего агрегата. Они выполняют различные функции в зависимости от вида и формы.

Упругость позволяет применить силу сжатия или натяжения в трансмиссии (таким образом пружина является элементом конструкции тормоза, муфты, коробки передач), обеспечивает работу амортизаторов для устранения последствий ударов, последовательную работу клапанов в двигателях внутреннего сгорания. Упругость также отвечает за преобразование механической энергии сжатия-растяжения в работе механического двигателя. В измерительных приборах ГОСТ требует использовать пружины из самых качественных материалов. Только они могут обеспечить необходимую точность.

Существует несколько различных классификаций, которые зависят от типа нагрузки на неё, формы пружины, параметров жесткости.

В зависимости от вида воздействия их делят на группы: работающие на сжатие-растяжения, работающие на изгиб, возврат в исходное положение после кручения.

Внешний вид (конструкция) пружины как правило определяется областью применения: витые (винтовые) применяются там, где чаще всего необходимо сжатие-растяжение (они бывают цилиндрические и конические), торсионные, пластинчатые (или плоские), тарельчатые, спиральные. Важным параметром любой пружины является её жесткость. Она бывает переменной или постоянной.

Распределение пружин по типам в последнее время менее актуально, так как более важным становится не тип пружины по основным признакам, а область применения. Это значит, что пружины разных типов могут применяться как элементы подвески или трансмиссии различных транспортных средств. Тоже самое можно сказать о различных измерительных приборах, в которых возможно использование различных видов.

Аналогично самые разные пружины используются в электротехнике и станках.

Наиболее широко весь ассортимент пружин представлен в сельскохозяйственной технике — там применяются практически все типы.

Такая же ситуация в автомобильной промышленности — практически все возможные варианты используются в автомобиле — от кузова до двигателя, от самых маленьких до самых больших (разумеется в пропорциях авто).

Мебельные пружины отличаются главным образом по месту крепления — потому что это предметы интерьера. Поэтому внешний вид (дизайн) важен для элементов, которые не скрыты внутри. Обычно применяют гальванизированные пружины.

Пружинная проволока

Пружинная проволока, накрученная по определенной форме, служит в качестве основного материала при изготовлении рассматриваемого изделия. Она обладает определенными свойствами, к примеру, отличия растяжения и сжатия. Среди особенностей отметим следующие моменты:

1. При изготовлении применяется определенный сплав, который характеризуется особыми свойствами. Примером можно назвать коррозионную стойкость, низкую восприимчивость к переменным нагрузкам.
2. Основными параметром можно назвать диаметр. Он может варьировать в достаточно большом диапазоне, определяет основные свойства получаемого вида пружины.

Изготавливается пружинная проволока методом проката.

При этом для повышения основных свойств проводится термическая обработка, которая позволяет существенно повысить твердость, износостойкость и другие качества.

В продаже можно встретить пружинную проволоку, которая применяется при создании рассматриваемого изделия. Для этого используется специальное оборудование накручивания и центрирования.

Особенности конструкции и принцип работы стяжки пружин

Для того чтобы стянуть пружину, необходимо подать усилие на крайние витки. Выполнить данное действие можно несколькими способами:

• С применением резьбового соединения (по типу домкратов винтового типа).
• С применением гидравлического цилиндра.
• В современных инструментах для выполнения стяжки пружин используется именно последний метод.

Простейшая модель стяжки состоит из трех элементов:

• стержня с нанесенной на него резьбой,
• захват под пружину с резьбой или гайкой,
• дополнительный захват под пружину.

Упор с гайкой или резьбой, подвергаясь закручиванию, приближается к упору, сохраняющему статическое положение, в следствие чего пружина сжимается. В качестве альтернативы стержню с резьбой в конструкции стяжки может использоваться модифицированная система с телескопическим или гидравлическим цилиндром. Гидравлический тип цилиндра используется преимущественно в стяжках профессионального уровня.

Центрирование пружин

На момент производства изделия проводится процедура центрирования. Она возможна только при применении специального оборудования. Среди особенностей отметим:

1. Практически все разновидности виды пружин имеют центральную ось, которая во многом определяет эксплуатационные характеристики детали.
2. При смещении центра есть вероятность передачи усилия под неправильным углом.
3. При длительной эксплуатации есть вероятность смещения расположения оси. Обслуживание некоторых механизмов предусматривает ее возвращение в прежнее положение.

Провести процедуру центрирования без специального устройства практически невозможно. Это связано с тем, что применяемая проволока после принятия своего положения сохраняет ее на протяжении всего последующего периода.

Шарнирная установка пружин

Довольно часто проводится шарнирная установка различных видов пружин. Примером можно назвать создание подвески автомобиля, которая предназначена для стабилизации кузова и гашения колебаний. Особенностями подобного применения назовем следующее:

1. Обеспечивается центрирование в требуемом положении.
2. Снижается вероятность смещения центра оси, после чего нужно проводить процедуру центрирования.
3. Есть возможность проводить периодической обслуживание конструкции и замену рассматриваемого элемента.

Шарнирная установка встречается в самых различных ситуациях. При этом важно подобрать наиболее подходящий вид пружины, так как не все подходят для рассматриваемого случая.

Расчет пружин

Довольно большое распространение получили цилиндрические виды пружины, которые представлены определенным сочетанием витков. Принцип действием изгиба несколько отличается от сжатия, что стоит учитывать. Сред особенностей проводимых расчетов отметим следующие моменты:

1. На тело оказывается осевая растягивающая сила. Стоит учитывать, что также оказывается и поперечное сила, расчет момента проводится по формуле: Mz=FD/2.
2. Момент совпадает с плоскостью пары сил. При этом нормальное поперечное сечение витков наклоняется к плоскостью под определенным углом.
3. На момент построения проекция силы на оси следует учитывать, что они равны моментам.
4. При проводимых расчетах также учитывается условие прочности надежности.
5. Проводится расчет диаметра проволоки, а также требуемое число витков и полная длина пружины.

Основные показатели рассчитываются для того, чтобы подобрать наиболее подходящий вид пружины.

Какие бывают нажимные пружины

Появилась возможность изготовления пружин из проволоки квадратного и прямоугольного сечения; конических и бочкообразных пружин

В 2015-2018 году планируются дальнейшее развитие основного производства: -Строительство дополнительных площадей для основного производства. -Приобретение, с целью обновления, нового высокопроизводительного навивочного оборудования.

Качество и технологии

Витые пружины классифицируют в зависимости от формы, способа изготовления, направления навивки, назначения и характера работы. По форме пружины в основном разделяют на цилиндрические, конические, фасонные, плоские и спиральные (рис. 53). Цилиндрические, конические и фасонные витые пружины разделяют по направлению навивки. У пружин с правой навивкой витки уложены по ходу часовой стрелки, а у пружин с левой навивкой витки уложены против хода часовой стрелки. По характеру действия на пружины нагрузки делятся на периодически действующие и постоянно действующие. К периодически действующим относятся нагрузки, испытываемые пружинами через определенные промежутки времени. Такие нагрузки испытыва

ют пружины в механизме рычажного затвора, в храповом механизме, в собачках, в накатнике орудия и др. К постоянно действующим (с плавным нарастанием или убыванием) относятся нагрузки, которым подвергаются пружины непрерывно. Такие нагрузки испытывают и спиральные пружины часов, динамометров и других механизмов.

По виду нагрузки различают пружины растяжения, сжатия, кручения и изгиба. Пружины, работающие на растяжение, подвергаются продольно-осевой нагрузке, т. е. под действием нагрузки растягиваются вдоль оси пружины. При смятии нагрузки пружина принимает исходное положение — сжимается. Пружины растяжения можно г разделить по характеру оформления торцов на два основных вида: пружины без колец, в торцы которых специальные винтовые пробки (рис. 54, н), и пружины с различными кольцами (рис. 54, а, б). Винтовые пробки и кольца пружин предназначаются для крепления пружин в конструкциях (см. рис. 54, в). Пружины растяжения изготовляют цилиндрической, конической и бочкообразной формы. Пружины, работающие на растяжение, изготовляют обычно из проволоки диаметром 0,2—8 мм, иногда эти пружины изготовляют из проволоки диаметром более 10 мм. Например, из проволоки диаметром 19—20 мм изготовляют пружины растяжения для пантографов электровозов, устройств подъема крыльев у комбайнов, сельскохозяйственных машин. Пружины, работающие на сжатие, подвергаются продольно-осевой нагрузке и сжимаются под ее действием. При снятии этой нагрузки пружина принимает исходное положение — расправляется. Пружины сжатия (рис. 55) по виду опорных плоскостей могут быть с не прижатыми и прижатыми заточенными или шлифованными крайними витками. Последние получают тщательной обработкой, опорные плоскости их должны быть перпендикулярны оси пружины. Для создания надежной опоры каждый торцовый виток на длине поджимается к соседним виткам, предварительно обрабатывается и окончательно шлифуется так, чтобы на длине витка от конца образовалась опорная плоскость, перпендикулярная оси пружины. Шлифованная поверхность показана на рис. 55 штриховкой. Для уменьшения объема механической обработки на этой операции к заготовки большого диаметра предварительно оттягивают под молотом или на вальцах. Прижатые и практически не работают и называются первыми витками.

Устойчивость пружин

Рассматриваемое изделие характеризуется довольно большим количество особенностей. Довольно распространена характеристика, связанная с непосредственной устойчивостью пружины при установке. Среди особенностей этого показателя отметим следующие моменты:

1. На момент проектирования механизма уделяется внимание устойчивости, которая рассматривается с учетом применения внутренних и наружных направляющих.
2. Часто можно встретить ситуацию, когда для увеличения устойчивости механизма при применении и уменьшения размеров в сжатом состоянии применятся конический вариант исполнения. Это связано с тем, что в сжатом состоянии рассматриваемый вид пружины имеет высоту, равную диаметру применяемой проволоки. Все кольца вкладываются друг в друга, что напоминает спираль.

Отличительной особенностью можно назвать то, что конический вид изделия характеризуется сугубо нелинейной характеристикой из-за равномерного изменения величины диаметра всех витков.

Резонансные колебания

Довольно высокий показатель пластичности витков определяет то, что есть большая вероятность возникновения резонансного колебания. Подобная ситуация связана с довольно большим количеством опасностей, так как может привести к снижению прочности механизма. Особенностями подобного параметра можно назвать следующее:

1. Возникает в случае отсутствия дополнительных элементов крепления.
2. Колебания возникают на момент воздействия переменной нагрузки.
3. За счет резонансного колебания есть вероятность того, что сила будет распространяться не вдоль оси. Подобная ситуация становится причиной смещения и деформации отдельных витков.

Стабилизация пружины проводится самым различным образом. Стоит учитывать, что резонансные колебания увеличиваются в случае повышения показателя длины. При этом набольшее отклонение наблюдается в центральной части витков.

Составные пружины

Пружина составного типа используются в случае больших нагрузок. Среди особенностей отметим:

1. В большинстве случаев изделие работает на сжатие. При этом все элементы имеют одинаковую длину.
2. Составной вариант исполнения представлен сочетанием нескольких, которые имеют различный диаметр витков и вставляются друг в друга. При этом все они имеют общую ось, за счет чего обеспечивается равномерное распределение нагрузки.
3. Для снижения вероятности перескоков витков, из-за чего не происходит сжатие, их выполняют в противоположном направлении закручивания.

Подобный вариант исполнения получил весьма широкое распространение, устанавливается на автомобилях и другом оборудовании. Не стоит забывать о том, что за счет увеличения количества пружин существенно повышается стоимость изделия.

Заметка от ООО «ПРУЖИНА. RU»

Пружина – упругий механизм, который имеет свойство самостоятельно восстанавливать форму, нарушенную в результате приложения силы к пружине, её деформации. Аналогом пружины сжатия могут быть газообразные вещества и другие материалы (к примеру, воздух в баллонах автомобиля), жидкие (масло в гидравлических амортизаторах) и твердые (рессоры из металлической ленты). Но если говорить о механических пружинах, то мы подразумеваем пружины, сделанные из металла – пружинной стали, пружинной нержавеющей стали, бронзы, латуни, также в наше время производятся пружины и использованием армированных пластиков, из резины и спец-сплавов.

Наибольшее расширение в производстве получило производство пружин, называемых витыми, либо винтовыми. И различают следующие типы пружин: спиральные, тарельчатые и плоские, по-другому называемые пластинчатыми. Спиральные пружины имеют конструкцию плоской металлической ленты, свернутой в завиток. Чаще всего используются в часовом производстве в качестве пружины заводного механизма. Плоские, либо пластинчатые варианты устройства, применяются в автомобильных подвесках. С нескольких плоских пружин, скрепленных между собой, собирается листовая пружина. Тарельчатые пружины понимают комплект металлических дисков, где разнонаправленные силы прилагаются к окружности самой крупной тарелки и к ее центру. Наглядный пример – это контрящая шайба. Ее работа основано в том, что шайба прижимается к деталям крепления и, стремясь выпрямиться, не даёт им сместиться сравнительно друг друга.

Общее определение понятию «пружина» — устройство, которое подвергается деформации под воздействием внешних сил на ней и накапливает энергию, которая расходуется во время выпрямления пружины.

Функции пружин состоят в передаче движения и в поддержании определённого расстояния между деталями крепежа. Эти функции делают производство пружин необходимым в большинстве отраслей промышленного и машиностроительного производства. Принцип работы пружин описан в законе Гука, названного в честь английского физика Р. Гука (1635 – 1703гг). Данный закон гласит, что деформация пружины и силы, ее вызывающие, пропорциональны. Чем больше сила, приложенная к пружине, тем больше ее деформация.

Но данный закон работает до тех пор, пока не превышен предел текучести. Данный термин обозначает максимальный уровень напряжения, за которым следует разрушение молекулярной структуры материала, из которого изготовлена пружина. После деформация становится необратимой, и пружина начинает разрушаться. При производстве пружин — большинство материалов не имеют точно определенного предела текучести, к ним применяют термин — «условный предел текучести».

Абсолютное большинство современных автомобилей оснащается амортизаторами и пружинами. В некоторых случаях эти элементы объединяются в единый блок. Учитывая то, каким нагрузкам ежедневно подвергается амортизатор с пружинами, периодическая замена деталей является необходимым условием для продолжения комфортной и безопасной эксплуатации транспортного средства. При этом, наибольшей сложностью и рисками характеризуется замена сжатых пружин. Стяжки пружин позволяют минимизировать угрозу при выполнении соответствующих работ и добиться желаемого результата с наименьшими усилиями.

Конические пружины

Как ранее было отмечено, для существенного повышения устойчивости в последнее время часто применяется пружина конического типа. Она характеризуется нижеприведенными особенностями:

1. В целом можно назвать, что изделие в целом напоминает цилиндрический вариант исполнения.
2. Каждый последующий виток имеет диаметр, меньше предыдущего. Именно поэтому подобный вид пружины характеризуется большим диаметром первого витка, так как остальные вкладываются внутрь.
3. Еще одним важным моментом можно назвать повышенную устойчивость изделия к смещению. Это связано с тем, что витки входят друг в друга, при этом расстояние между ними существенно снижается. Повышенная устойчивость – то, что требуется достаточно часто.
4. Устанавливается этот вариант исполнения в том случае, когда нужна минимальная длина изделия в сжатом состоянии.

Подобный вид пружины характеризуется сложностью в производстве. Именно поэтому существенно повышается стоимость изделия.

Призматические пружины

Может проводится также установка призматических пружин. Этот вариант исполнения характеризуется достаточно большим количеством недостатков. Свойствами изделия можно назвать следующее:

1. Изделие обладает относительно невысокой устойчивостью. При эксплуатации есть вероятность скручивания или искривления под нагрузкой. Именно поэтому в большинстве случаев проводится установка направляющих, которые размещаются внутри и снаружи. Опора во многом повторяет форму пружины.
2. Специалисты рекомендуют применять подобный вариант исполнения только в том случае, когда другие не подходят.
3. В большинстве случае ось витков располагается на призме, которая напоминает вил прямоугольника со скругленными углами.

Специалисты рекомендуют проводить подобный вид пружины только в том случае, когда другие не подходят. Именно поэтому они не получили широкое распространение и применяются крайне редко.

Виды и особенности пружин

Уже на протяжении сотни лет пружина является широко распространённым элементом различных деталей, устройств и механизмов. На текущий момент существует около двадцати самых разнообразных видов пружин. В данной статье будут представлены краткие описания всех самых основные категорий пружин, а подробно разузнать о каждой конкретной категории можно пройдя по ссылке: https://kurskmk.com/catalog/izgotovlenie-pruzhin/. Но все пружины можно разделить на две большие категории: по виду нагрузки и по форме конструкции.

Категории, характеризирующие пружины по виду нагрузки

Данная категория имеет четыре основных типа пружин:

1. пружины сжатия;
2. пружины растяжения;
3. пружины кручения;
4. пружины изгиба.

Пружины сжатия – это классический вид пружин, который необходим во множестве конструкций и предназначен для воздействия нагрузок. Пружины сжатия имеют конструктивные особенности, которые разделяют их по внешнему виду, например:

• витая форма;
• коническая форма;
• плоская форма;
• цилиндрическая форма.

Пружины растяжения – это пружины, которые предназначаются для облегчения давления на конструкцию, удерживания нагрузки и её снятие. Такие пружины очень часто применяются в машиностроительной промышленности и в быту. Типичный пример применения пружины растяжения – это двери, где пружину служит механизмом, который закрывает дверь. По аналогии с пружинами сжатия, этот тип также подразделяется по формам.

Пружины кручения – это специальный вид пружин, которые целенаправленно занимаются элементом вращения. Принцип действия пружин заключается в том, что под действием нагрузки возникает упругая деформация (сжатие пружины), после чего скапливается энергия, которая в дальнейшем вернет пружину в исходное состояние. Разделяются пружины по форме конструкции.

Пружины изгиба (или пластичные) – это в большинстве пластичная пластина, которая стабилизацией или амортизацией какого-нибудь элемента. Подразделяются пластичные пружины на следующие типы:

• однослойные;
• двухслойные;
• многослойные.

Категории, характеризующие пружины по форме конструкции

По форме конструкции пружины можно разделить на:

1. винтовые;
2. амортизаторы;
3. тарельчатые;
4. спиральные и т.д.

Спиральные пружины – это пружины из тонкой металлической проволоки или рейки, которая необходима для запасания энергии и последующего преобразования её в поступательное движение. Очень часто применяются в машиностроении. Разделяются по размерам, внешним параметрам и материалу.

Тарельчатые пружины – это широкий тип пружин, которые применяются для сжатия и удержания больших нагрузок. Применяются такие пружины во всех вида промышленностей. Отличаются такие пружины своим длительным сроком эксплуатации, огромными коэффициентами жёсткости, небольшим ходом под действием нагрузки, а также наличием возможности совмещаться с другими типами пружин.

Конические пружины – это эластичные элементы, применяемые для удержания, фиксации и равномерного распределения нагрузки. Применяется такой тип пружин во всех возможных отраслях. Стоит выделить, что данный тип пружин установлен во многих электрооборудованиях. Например, в пульте от телевизора пальчиковые батарейки крепятся при помощи конических пружин.

Также существует множество пружин созданные специально под отдельную отрасль или конкретный элемент, например: пружины для лифтов, пружины для дробилок, пружины железнодорожные и т.д.

Для более подробного ознакомления со всеми типами и видами пружин можно перейти по ссылке приведенной в начале статьи, где можно также ознакомиться со сферами применения, способами производства, преимуществами и недостатками.

Общая оценка статьи:
Опубликовано:
2017.10.23
Обновлено:
2017.10.23

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Характеристики пружин

Выделяют определенные характеристики пружин, которые должны учитываться при выборе наиболее подходящего варианта исполнения. Основными можно назвать следующее:

1. Пружина растяжения встречаются крайне часто. В этом случае сила упругости направлена против удлинения. Особенностью можно назвать то, что между витками в нулевом положении практически нет просветов. Отличительный момент заключается в наличии специальных крючков, за которые проводится зацепление изделие за основание и груз. При диаметре более свыше 4 мм част применяются специальные закладные зацепы, они более прочные, но при этом менее технологичны.
2. Устанавливается пружина сжатия. Параметры пружины сжатия во многом связаны с тем, что между витками есть просвет. За счет этого при воздействии витки прижимаются друг к другу.
3. Кручение. Этот вариант исполнения характеризуется небольшим углом подъема и незначительным зазором между витками. Внешняя нагрузка передается при помощи специальных зацепов, которые образуются путем отгиба концов.

Кроме этого, при выборе уделяется внимание качеству пружин. Другие подходящие свойства подбираются путем проведения соответствующих расчетов.

При рассмотрении основных свойств также следует уделить внимание нижеприведенным параметрам:

1. Диаметр проволоки. Практически все виды пружин представлены проволокой, изготовленной с определенного материала, которая накручивается по определенной траектории. При расчетах часто проводится определение среднего диаметра.
2. Число рабочих витков. Этот параметр может варьировать в достаточно большом диапазоне.
3. Длина изделия. Не стоит забывать о том, что изделие может быть в нормальном состоянии, а также в растяжении или сжатии. Наиболее важным параметром можно назвать длину в нормальном состоянии.
4. Частота витков. Зная длину изделия и число витков можно рассчитать показатель шага. Этот параметр позволяет также рассчитать расстояние между отдельными витками.
5. Длина рабочей части. Этот показатель также получил весьма широкое распространение. Некоторые виды пружин также обладают специальными крепежными элементами, которые не учитываются.
6. Индекс пружины. Она применяется для определения кривизны витков. Этот параметр выбирается в зависимости от диаметра проволоки.

Кроме этого, уделяется внимание и типу применяемого материала при изготовлении проволоки. В большинстве случаев выбирается специальный высокопрочный сплав, который применяется при изготовлении практически всей проволоки. Кроме этого, в зависимости от особенностей конкретного случая используется кремнистая, хромованадиевая, высокоуглеродистая и некоторые другие стали.

Для изготовления варианта исполнения, который эксплуатируется в химически агрессивной среде, следует использовать цветные сплавы.

Они обходятся намного дороже обычных, но обладают более высокими эксплуатационными характеристиками.

Какими бывают стяжки для пружин?

Инструменты для выполнения стяжки пружин делятся на 2 основных группы и могут быть:

• Стационарными – предназначены для станций технического обслуживания.
• Переносными – используются обычными пользователями.

С точки зрения метода фиксации пружины, стяжки делятся на следующие разновидности:

• Центральные – имеют резьбовой стержень или гидравлический цилиндр, которые, находясь в рабочем состоянии проходят через центральную часть пружины. Захват пружины обеспечивается специальными «чашками» или дисковыми упорами.
• Макферсон – предполагают размещение резьбового стержня или гидравлического цилиндра в рабочем состоянии за пределами пружины. В качестве захватов для пружины используются крючья или С-образные упоры, действующие по принципу консоли.

Стяжки центрального типа могут использоваться только при обслуживании пружин в подвесках стандартной схемы, при условии отдельного размещения пружины и амортизатора. В свою очередь модели макферсон могут применяться при работе с объединенными амортизаторными стойками.

Что касается типа привода, то на выбор пользователей предлагаются модель механического (в виде резьбового стержня) или гидравлического (с гидроцилиндром усилием до 2-х тонн) типов. Последний вариант предназначен для обслуживания грузовых автомобилей и сельскохозяйственной техники.

Ассортимент инструментов и приспособлений предлагает возможность покупки недорогого универсального набора. Комплект инструментов может включать в себя необходимые составляющие в виде рабочего цилиндра и зажимов с фиксаторами, а также специальные адаптеры, ключи и так далее.

Пружины благодаря своим упругим свойствам получили широкое применение в различных машинах и приборах. Они предназначены для

• создания достоянной силы нажатия и натяжения между деталями машин или прибора (во фрикционных передачах, муфтах, тормозах и т. п.);
• виброизоляции и амортизации ударов (амортизаторы, буферы, рессоры и т. п.);
• аккумулирования энергии с последующим использованием пружины как двигателя (часовые и прочие пружины);
• измерения сил (в динамометрах и других измерительных приборах).

По конструкции различают, пружины:

• винтовые — цилиндрические одножильные, многожильные и составные, конические и фасонные;
• тарельчатые;
• плоские спиральные;
• листовые рессоры.

Винтовые пружины изготовляют из проволоки в большинстве случаев круглого, а иногда прямоугольного сечения. Материал проволоки для пружин — стали (ГОСТ 14959-69): высокоуглеродистые 65, 70, 75, марганцовистые 65Г, 55ГС, кремнистые 55С2, 60С2, 60С2А, 70СЗА, хромомарганцовистая 50ХГ, хромованадиевая 50ХФА, кремневольфрамистая 65С2ВА и кремнийникелевая 60С2Н2А. Для пружин, работающих в химически активной среде, применяют проволоку из бронз БрКМцЗ-1, БрОЦ4-3 и др.

Рис. 1

Винтовые цилиндрические одножильные пружины (рис. 1) широко применяют в общем машиностроении, так как они просты по конструкции и удобны при установке их на рабочее место. Чаще других применяют пружины из проволоки круглого сечения, так как напряжения и деформации в них распределяются более равномерно и стоимость их по сравнению с другими пружинами наименьшая. Пружины из проволоки квадратного или прямоугольного сечения применяют лишь при больших сжимающих нагрузках. Назначение винтовых цилиндрических пружин различное. Винтовые многожильные (рис. 2, а) и составные (концентрические) пружины (рис. 2, б) применяют при больших нагрузках в целях уменьшения габаритных размеров, а винтовые конические (рис. 2, в) и фасонные — при необходимости иметь переменную жесткость. Тарельчатые пружины (рис. 2, г) составляют из конусных дисков (тарелок). Применяют при больших нагрузках и относительно малых габаритных размерах, например в качестве буферов в различных амортизаторах. Тарельчатое пружины нормализованы ГОСТ 3057—79. Материал пружин — кремнистая сталь 60С2А. Плоские спиральные пружины (рис. 2, д) изготовляют из тонкой высококачественной углеродистой стальной ленты. Применяют в качестве заводных для аккумулирования энергии завода, которая используется в часовых механизмах, автоматическом оружии и т. д. Листовые рессоры (рис. 2, е) для повышения демпфирующей способности составляют из стальных листов различной длины. Применяют для упругой подвески автомобилей, железнодорожных вагонов и других транспортных средств. Рессоры изготовляют из кремнистой стали 60С2 и 60С2А.

Применение пружин

Рассматриваемое изделие на сегодняшний день получили весьма широкое распространение. Они устанавливаются для совершения возвратно-поступательного движения. Сред особенностей отметим:

1. Относительно небольшая стоимость. В зависимости от типа применяемого материала зависит стоимость изделия.
2. Надежность в применении по причине использования металла при изготовлении. Производители проводят контроль качества поверхности на всех этапах производства. Трещины и другие дефекты могут стать причиной существенного снижения длительности эксплуатационного срока.
3. Простота установки. Часто фиксация проводится за счет специальных элементов, которые являются частью механизма.
4. Отсутствие необходимости в обслуживании. Пружина не должна смазываться или очищаться от загрязнений. Единственным, но важным моментом можно назвать то, что изделие должно быть защищено от воздействия окружающей среды.

Рассматривая назначение подобного изделия следует учитывать, что оно может иметь самую различную форму.

В пресс-формах и штампах

Довольно часто рассматриваемое изделие встречается в пресс формах, которые применяются на производственных линиях. Ключевыми моментами подобных механизмов можно назвать следующее:

1. За счет пружины гасится ударная нагрузка. В противном случае устройство не прослужит в течение длительного периода.
2. При правильном выборе изделия обеспечивается длительная работа устройства.

Пресс форма работает по принципу выдавливания определенной поверхности за счет оказания сильного воздействия.

В огнестрельном оружии

Если рассмотреть конструкцию практически всего оружия, то можно отметить, большинство вариантов исполнения имеют пружину. Она предназначена для выполнения следующих действий:

1. Создания противодействия, которое не позволяют затвору перемещаться случайно.
2. Различные виды пружины отвечают за возврат затвора в первоначальное положение.

В огнестрельном оружии пружина также отвечает за работу магазина. Она требуется для подачи патрона к отверстию в пусковой отверстие.

В механизмах постоянной силы

Встречается довольно большое количество различных механизмов постоянной силы. Они характеризуются следующим:

1. Могут устанавливаться различные виды пружин. Примером можно назвать спиральные варианты исполнения, которые встречаются в часах.
2. Предназначение механизма может быть самым различным, все зависит от конкретного случая.

Для того чтобы подобрать подходящий вид пружины следует провести соответствующие расчеты. При этом определяются основные параметры, к примеру, диаметр витков и ширина проволоки.

Пружина. Виды и применение. Жесткость и нагрузка. Особенности

Пружина – упругий, обычно витой элемент механизмов, отвечающий за возврат приложенного усилия. В зависимости от способа навивки работает в направлении сжатия или растяжения.

Виды пружин

По конструктивному признаку осуществляется классификация пружин на несколько разновидностей:

• Винтовые.
• Торсионные.
• Спиральные.
• Тарельчатые.
• Волновые.

Винтовые являются 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.

Торсионные имеют 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.

Спиральные имеют 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.

Тарельчатая пружина 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.

Коэффициент жесткости

Довольно важным параметром можно назвать коэффициент жесткости. Он указывается для каждого вида пружины, учитывается при проведении самых различных расчетов. Ключевыми моментами назовем следующее:

1. Коэффициент жесткости определяет то, какая сила требуется для сжатия и растяжения.
2. Рассматриваемый параметр также определяет то, какова может совершаться работа при применении изделия.

Подобный показатель берется со справочников. Он требуется для определения самых различных параметров, к примеру, величина кинетической энергии.

В заключение отметим, что на сегодняшний день распространены практически все виды пружин. Они используются в случае создания различных ответственных механизмов. При расчетах проводится определение основных параметров, а также силы, которая оказывается на тело. Примером можно назвать кинетическую энергию или период колебания. Все расчеты можно провести самостоятельно, для чего используются различные формулы.