різновиди пружин

Під загальною назвою пружини об'єднують пружні елементи, накопичують і передають енергію внаслідок пружних деформацій під дією змінних навантажень. Пружні елементи можуть бути металевими, рідинними і газовими.

Різні типи пружин широко застосовуються в конструкції самих різних механізмах і приладах. У складних механізмах і агрегатах кількість пружинних елементів може обчислюватися сотнями і кожен з них виконує складні функції. Пружини використовуються як елемент вимірювальних приладів, двигунів, знаходять застосування в пристроях, призначених для амортизації і віброізоляції, забезпечують переміщення рухомих елементів кулачкових механізмів і клапанів, необхідну силу стиснення і натягу в гальмівних елементах, муфтах. При зовнішній простоті конструкції пружини є відповідальні деталі, що вимагають складних розрахунків при розробці і високої точності виготовлення.

Пружини класифікують за характеристиками жорсткості, типу навантаження, особливостям конструкції.

За типом навантаження розрізняють пружини вигину, стиску, розтягання і кручення.

Кручені пружини розтягування призначені для роботи в умовах поздовжньо-осьових навантажень, що розтягують пружину. Витки пружин розтягування в ненавантаженому стані, як правило, зімкнуті. Пружини цього типу під навантаженням розтягуються. Для кріплення до конструкції на кінцях пружини при виготовленні формують кільця або гачки.

Поздовжньо-осьові навантаження на стиск сприймаються пружинами стиснення. Пружини стиску відрізняються порівняно широким кроком витків, який зменшується при навантаженні деталі. Для рівномірного розподілу навантаження уздовж осі пружини, на торцях вироби передбачені плоскі опорні поверхні (торцювання).

Кручені пружини розтягування і стиснення виготовляють з високовуглецевих сталей різних марок. Залежно від необхідних технічних і експлуатаційних якостей пружини малих перетинів виготовляють з вуглецевих сталей марок У9А ... У12А і кременистих, зокрема 60С2А. Для виробництва пружин відповідального призначення застосовуються сложнолегірованние Хромомарганцевие, хромокремнемарганцевие, хромованадіевой стали, стійкі до змінних напруг. Деталі, призначені для експлуатації в хімічно агресивних середовищах, виготовляють з кольорових металів, зокрема берилієвих бронз, які представляють собою найдосконаліший матеріал для виробництва пружних елементів. Берилієві бронзи стійкі до зносу і не іскрять, що особливо важливо в деяких видах виробництва. У деяких випадках замість берилієвих бронз краще використовувати різні марки кремнемарганцевих бронз.

Виготовлення пружин відбувається за такою схемою:

• формування зацепов (для пружин розтягування) або обробка торців (пружини стиснення);

• термічна обробка;

Порядок дій залежить від діаметра дроту. Дріт малих перетинів (до 10 мм) як правило піддається термообробці до навивки пружини. Навивка проводиться холодним методом, готовий виріб піддається відпуску. Дріт перетином понад 10 мм піддається навивці гарячим методом, після чого готова пружина проходить повний цикл термообробки. Пружинний дріт підрозділяється на три класи: високої, підвищеної і нормальної міцності.

У випадках, коли крім пружності потрібно податливість елемента при мінімальних габаритах, застосовуються багатожильні пружини, виготовлені зі сталевих тросів, свити з 2 ... 6 дротів. Такі пружини представляють собою один з кращих елементів для віброзахисту конструкції. Зазвичай багатожильні пружини експлуатуються як пружини стиснення, іноді - як пружини кручення.

Пружини вигину мають порівняно просту геометрію. До цього типу належать різноманітні затискачі, стопорні елементи, торсіони і інші деталі, призначені для передачі пружних деформацій з мінімальними змінами геометрії.

Пружини крутіння працюють на скручування під дією пари сил, які додаються в паралельних площинах, розташованих перпендикулярно щодо осі пружини. Поділяються на кручені і торсіонні. Крученими називають пружини, що застосовуються в білизняних прищіпки, мишоловках і інших пристроях, що спрацьовують на відкривання-закривання. У торсіонних пружинах момент крутіння передається на вал, а пружина накручується на нього. Торсіонні пружини, вони ж плоскі спіральні стрічкові пружини використовуються як акумулятори енергії в заводних механізмах і деяких вимірювальних приладах. Виготовляються з вуглецевої сталі високої якості, міцної і пластичної.

При необхідності зменшити ймовірність виникнення резонансу сила впливу і пружна деформація пружини повинні знаходитися в нелінійної залежності. Це завдання вирішується за рахунок застосування в конструкції так званих фвасонних пружин, що працюють переважно на стиск. До цього типу належать параболоїдні, конічні і телескопічні пружини.

Пружини можуть бути і жорсткими, таким як пружини прорізного типу, виготовлені з відрізків труб круглого перетину. Такі пружини працюють як на стиск, так і на розтягнення.

Для сприйняття великих навантажень в умовах обмеженого простору застосовуються пружини тарельчатого типу. Основне призначення тарілчастих пружин - гасіння ударних навантажень і демпфірування енергії коливань, вони застосовуються в буферних пристроях. Для виробництва тарілчастих пружин найчастіше використовується сталь 60С2А.

У амортизаторах використовуються пружини кільцевого типу. в яких під навантаженням кільця вдвигаются один в одного. Пружини, що працюють на односторонні изгибающие навантаження, можуть бути і плоскими. Плоска пружина представляє собою попередньо вигнуту жорстко зафіксовану пластину.

Крім цього в конструкції механізмів зустрічаються торсіонні вали і фігурні пружини.