Инженеры используют пружины сжатия в конструкциях, требующих линейного усилия сжатия и накопления механической энергии, например, в пневматических цилиндрах и кнопочных устройствах управления. Наиболее распространенная пружина сжатия представляет собой круглую металлическую проволоку, свернутую в спиральную форму.
Наиболее распространенная пружина сжатия, прямая металлическая спиральная пружина, изгибается с одинаковым диаметром по всей своей длине, поэтому имеет цилиндрическую форму.
Конусообразные металлические пружины сжатия отличаются тем, что диаметр постепенно меняется от большого конца к малому; другими словами, они изгибаются с меньшим радиусом на одном конце. Конусообразные пружины обычно используются в тех областях применения, где требуется низкая сплошная высота (общая высота при сжатии) и более высокая устойчивость к помпажу. Спиральные пружины сжатия, будь то цилиндрической или конусообразной формы, часто надеваются на стержень или вставляются в отверстие, управляющее движением пружины.
Другие типы конфигураций включают песочные часы (вогнутые), ствол (выпуклый) и магазин (в котором проволока скручивается в прямоугольную спираль).
Большинство пружин сжатия имеют прямоугольные и притертые концы. Притертые концы обеспечивают плоские плоскости и устойчивость при перемещении нагрузки. Прямоугольность — это характеристика, которая влияет на то, как осевое усилие, создаваемое пружиной, может передаваться на соседние детали.
Хотя открытые торцы могут быть пригодны для некоторых применений, закрытые торцы обеспечивают большую степень прямоугольности.
Пружины сжатия с квадратными и притертыми концами полезны для применений, требующих высокой нагрузки на пружины, необычно высоких допусков по нагрузке или скорости, минимальной высоты корпуса, точной посадки и равномерного давления в опоре, а также минимального прогиба.
Основные физические размеры и рабочие характеристики этих пружин включают их наружный диаметр (OD), внутренний диаметр, диаметр проволоки, свободную длину, сплошную высоту, а также скорость или жесткость пружины.
• Свободная длина — это общая длина пружины в ненагруженном положении.
• Сплошная высота — это длина пружины сжатия при достаточной нагрузке, чтобы все витки соприкасались с соседними витками.
• Коэффициент упругости — это изменение нагрузки на единицу прогиба в фунтах на дюйм (фунт/дюйм) или ньютонах на миллиметр (Н/мм).
Размеры, наряду с требованиями к нагрузке и прогибу, определяют механические напряжения в пружине.
Когда конструкция нагружает пружину сжатия, спиральная проволока подвергается напряжению при кручении, и наибольшее напряжение возникает на поверхности проволоки.
При прогибе пружины нагрузка изменяется, что приводит к изменению диапазона рабочих напряжений. Напряжение и диапазон напряжений влияют на срок службы пружины.
Чем выше диапазон напряжений, тем ниже должно быть максимальное напряжение для обеспечения сопоставимого срока службы. Относительно высокие напряжения могут быть использованы при низком диапазоне напряжений или если пружина подвергается только статическим нагрузкам.
Напряжение на высоте корпуса должно быть достаточно низким, чтобы избежать необратимого повреждения, поскольку пружины при монтаже часто сильно сжимаются.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии