Инженеры используют пружины сжатия в конструкциях, требующих линейного усилия сжатия и накопления механической энергии, например, в таких конструкциях, как пневмоцилиндры и кнопочные элементы управления. Самая обычная 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 изменяется от большого конца к маленькому; другими словами, они изгибаются с меньшим радиусом на одном конце. Пружины конусообразной формы 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 помещаются внутри отверстия, которое управляет перемещением пружины.

Другие типы конфигураций включают песочные часы (вогнутые), бочонок (выпуклый) и магазин (в котором проволока скручивается в прямоугольную спираль).

Большинство пружин сжатия имеют квадратные и заточенные концы. Заземленные концы обеспечивают плоские плоскости и устойчивость при перемещении груза. Прямоугольность — это характеристика, которая влияет на то, как осевое усилие, создаваемое пружиной, может передаваться на соседние детали.

Хотя открытые концы могут быть пригодны для некоторых применений, закрытые концы обеспечивают большую степень прямоугольности.

Пружины сжатия с квадратными и заточенными концами полезны в тех случаях, когда требуются пружины повышенной прочности; необычно жесткие допуски по нагрузке или скорости; минимизированная высота установки; точная посадка и равномерное давление в подшипниках; и сведенный к минимуму прогиб.

Основные физические размеры и эксплуатационные характеристики этих пружин включают их наружный диаметр (OD), внутренний диаметр, диаметр проволоки, свободную длину, сплошную высоту, а также скорость пружинения или жесткость.

• Свободная длина — это общая длина пружины в ненагруженном положении.

• Сплошная высота — это длина пружины сжатия при достаточной нагрузке, чтобы привести все витки в соприкосновение 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.

Когда пружина отклоняется, нагрузка изменяется, вызывая диапазон рабочих напряжений. Напряжение и диапазон напряжений влияют на срок службы пружины.

Чем выше диапазон напряжений, тем ниже должно быть максимальное напряжение для получения сопоставимого срока службы. Относительно высокие напряжения могут использоваться при низком диапазоне напряжений или если пружина подвергается только статическим нагрузкам.

Напряжение на высоте опоры должно быть достаточно низким, чтобы избежать необратимых повреждений, поскольку пружины часто сильно сжимаются во время монтажа.