600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Что такое линейные пружины и как они работают?

Преобразователи частоты

Пружины, которые следуют Закон Гукачасто упоминаются как “линейные пружины”, поскольку они имеют линейную зависимость между нагрузкой и прогибом.

Линейная пружина имеет одинаковый диаметр по всей своей длине, и этот равномерный диаметр обеспечивает ей постоянную скорость пружинения. Другими словами, скорость пружины не изменяется независимо от нагрузки, действующей на пружину, и прогиб пружины (или смещение) будет пропорционален приложенной силе.

Уравнения пружин для пружин линейного сжатия:

linear springs

linear springs

F = приложенная нагрузка (усилие) (Н)

k =постоянная пружины (Н/м)

x = отклонение (смещение) от нейтрального положения пружины (м)

U =потенциальная энергия (деформации) (Нм, Дж)

Линейные пружины представляют собой спиральные пружины и могут быть конструкции на сжатие, растяжение или кручение. Хотя пружины этих типов испытывают постоянный прогиб на единицу усилия (или прилагают постоянную величину усилия на отклоняемую длину), их кривую зависимости нагрузки от прогиба можно регулировать, изменяя диаметр витков или регулируя шаг (также называемый углом подъема) витков. Однако важно отметить, что если шаг отрегулирован таким образом, чтобы он изменялся по длине пружины, пружина больше не будет иметь линейной зависимости нагрузки от прогиба.

В отличие от пружин сжатия, которые сопротивляются силам, пытающимся сжать или укоротить их, пружины растяжения сопротивляются силам, пытающимся растянуть их друг от друга. Основное различие между конструкциями пружин линейного растяжения и линейного сжатия заключается в том, что витки пружины растяжения не имеют шага в нейтральном состоянии. (Пружины растяжения также сконструированы с начальным натяжением или предварительным натяжением.) Когда удлинительная пружина удлиняется, она создает тянущее усилие, пытаясь вернуться к своей первоначальной длине.

Торсионные пружины, которые обеспечивают устойчивость к скручивающим силам, представляют собой спирально намотанные конструкции с рычагами на концах, которые вращаются вокруг центральной оси пружины. Линейная пружина кручения — это просто пружина кручения, ход которой изменяется пропорционально нагрузке, приложенной к ножкам пружин.

Противоположностью линейной пружины является нелинейная пружина. Как следует из названия, эти пружины имеют переменную (нелинейную) зависимость между приложенной нагрузкой и прогибом пружины.

Нелинейные пружины могут быть как сжимающими, так и растягивающими и выпускаться в различных исполнениях, включая конические, с переменным шагом или из конического материала — у каждой из них разные кривые зависимости нагрузки от прогиба.

Обратите внимание, что термин “линейная пружина” может также относиться клинейная волновая пружина, который изготовлен из подпружиненной длины проволоки, сформированной в виде волны. Эти пружины создают осевую силу, когда волны деформируются радиальной силой, и они могут создавать радиальную силу, когда пружина отклоняется в осевом направлении. Подобно “традиционным” линейным пружинам, линейные волновые пружины также имеют линейную зависимость между нагрузкой и прогибом.