Что такое пружина сжатия?

Что такое пружина сжатия?

Пружина сжатия, также известная как винтовая пружина сжатия, используется для поглощения удара или поддержки веса за счет использования силы реакции сжатой пружины. Это наиболее распространенный тип пружины, обычно цилиндрической, но она бывает разных форм в зависимости от ее применения и расположения. Например, пружина внутри шариковой ручки, которая помогает возвращать кончик ручки, является типом пружины сжатия.

Характеристики пружин сжатия

Пружины сжатия в основном делятся на «пружины с равным шагом» и «пружины с неравным шагом», выбираемые на основе требований к нагрузке и функции.

1. Пружина с равным шагом

Пружины с равным шагом имеют идеальную цилиндрическую форму и демонстрируют линейную зависимость между нагрузкой и прогибом. Эта линейность упрощает проектирование и математическое моделирование. Однако фактические пружины могут отличаться от расчетных значений, особенно ниже 30% и выше 70% от общего прогиба. Это отклонение обусловлено конечным сцеплением во время сжатия, что немного изменяет эффективное число витков.

Применение пружин с равным шагом

Эти пружины используются в таких устройствах, как газорегулирующие клапаны, автомобильные подвески, сцепления мотоциклов, выдвижные ручки, пружинные основания, замки чемоданов и компьютерные клавиатуры.

2. Спиральная пружина с неравным шагом

Спиральные пружины с неравным шагом, различающиеся по форме, демонстрируют нелинейную зависимость нагрузки от прогиба.

Типы спиральных пружин с неравным шагом

• Коническая спиральная пружина: этот тип пружины, полностью конический, позволяет избежать помех витков во время сжатия.
• Слабая спиральная пружина: Имеют форму большого «провисания», используются для сокращения пространства на концах.
• Коническая спиральная пружина: «Сжатая» форма, которая помогает избежать центральной интерференции при сжатии.

Применение спиральных пружин с неравным шагом

Используемые в различных приложениях, эти пружины обычно имеют коническую или бочкообразную форму и встречаются в контактных пружинах корпусов аккумуляторов, ножных переключателях, крановых клапанах, пружинах для экономии места, ручках кофейных фильтров и в амортизаторах автомобильных подвесок и мостов.

Другие пружины сжатия

Помимо «пружин с равным шагом» и «пружин с неравным шагом» существует множество индивидуальных конструкций пружин сжатия, каждая из которых разработана для определенных применений. Направление намотки по умолчанию — правостороннее, если не указано иное.

Другая информация о пружинах сжатия

1. Выбор пружин сжатия

При выборе пружин сжатия такие факторы, как константа пружины, свободная длина и наружный диаметр, имеют решающее значение. Рабочий диапазон — от свободной длины (без нагрузки) до максимально допустимой длины сжатия. Правильная установка часто подразумевает крепление пружин на обоих концах с помощью специальных компонентов, таких как пружинные шайбы.

2. Расчет напряжений пружин сжатия

Обычно используемые в условиях статической нагрузки, эти пружины следует выбирать таким образом, чтобы их напряжение оставалось в пределах предела упругости материала. Рекомендуется использовать пружины, у которых максимальное напряжение составляет менее 80% от допустимого напряжения кручения, указанного для материала.