Пружины растяжения
Пружины растяжения – это спиральные цилиндрические пружины примерно постоянной жесткости. Пружины растяжения, формованные холодным способом, производятся преимущественно с предварительной нагрузкой, т.е. с активными витками, прилегающими друг к другу. Можно также использовать пружины растяжения без предварительного напряжения с зазором между активными витками.Пружины растяжения – пружины, работающие на растяжение, имеют плотную навивку (без зазоров) и зацепы или пробки, основной вид деформации витков: кручение, пружины растяжения производятся из пружинной проволоки высокого качества. Сфера применения данных пружин велика. Их используют, как в примитивных механизмах, так и в многосложных устройствах особого назначения (от дверной пружины до пружин, установленных в чёрных ящиках современных самолётов).
Основным рабочим моментом пружин растяжения является возможность деформироваться, они принимают продольно-осевые нагрузки - растягивая пружину в целом, после снятия, которых пружина возвращается в первоначальную форму. В свободном состоянии (без оказания сторонних сил) пружины растяжения имеют плотно сомкнутые витки. На концах пружины имеются зацепы (крючки или кольца) или пробки для фиксации в посадочном месте.
При производстве пружин растяжения допускается межвитковое расстояние (по допуску). Современное оборудование позволяет осуществлять изготовление пружин растяжения цилиндрической, бочкообразной и конической формы.
Изготовление пружин растяжения двумя способами:
Холодная навивка из проволоки сечением 0,2 - 16 мм. (наружный диаметр 0,8 – 100 мм.)
Горячая навивка из прутков диаметром 16 - 40 мм. (наружным диаметром 45 - 300 мм.)
При изготовлении пружин растяжения используется сталь следующих марок:
EN 10270-1, DIN 17223-1 (аналог ГОСТ 9389-75)
EN 10270-2 (аналог 60С2А, 51ХФА, 60С2ХА)
AISI 302 EN 10270-3-1.4310 (аналог 12Х18Н10Т)
51ХФА ГОСТ 14963-78
60С2А ГОСТ 14963-78
Б-2 ГОСТ 9389-75
ЭИ437Б
ХН77ТЮР
ЭИ828
ХН70МВЮ
БР-КМЦ3
ТС6
ВТ16
ВТ23
12Х18Н10Т
08Х18Н10Т
Основным стандартом, применяемым для производства пружин из сталей круглого сечения, которые отвечают требованиям ГОСТ 13764-86; ГОСТ 13776-86; ГОСТ 2.401-68 является - ГОСТ 16118-70. Данный ГОСТ устанавливает три группы точности пружин по деформациям и силам.
Пружины кручения
Пружины кручения - это пружины, которые работают на кручение, подвергаясь нагрузкам от пары сил, действующих в параллельных плоскостях перпендикулярных оси, мы производим пружины на кручение с параметрами любой сложности и исполнения.
Применяются пружины данного типа в приборостроении, машиностроении, станкостроении и т.д. Имеют форму от простейших и примитивных до многосложных высокоточных изделий.
При изготовлении пружин используется сталь следующих марок:
EN 10270-1, DIN 17223-1 (аналог ГОСТ 9389-75)
EN 10270-2 (аналог 60С2А, 51ХФА, 60С2ХА)
AISI 302 EN 10270-3-1.4310 (аналог 12Х18Н10Т)
51ХФА ГОСТ 14963-78
60С2А ГОСТ 14963-78
Б-2 ГОСТ 9389-75
ЭИ437Б
ХН77ТЮР
ЭИ828
ХН70МВЮ
БР-КМЦ3
ТС6
ВТ16
ВТ23
12Х18Н10Т
Все пружины кручения производятся из металлопроволоки от 0,3 до 4,5 сантиметров в диаметре. Принцип работы каждого такого продукта - это преобразование, когда деформирование сжатия и растяжения переходит в деформацию кручения, и наоборот. Такие пружины используются, постоянно находясь в условиях деформации под давлением внешней нагрузки. Это предъявляет требование повышенной жесткости от металлопроволоки.
Основным стандартом, применяемым для изготовления пружин и пружинных элементов из сталей круглого сечения, которые отвечают требованиям, как по ГОСТ 13764-86; ГОСТ 13776-86; ГОСТ 2.401-68 является - ГОСТ 16118-70.
Для повышения коррозионной стойкости на пружины наносится защитное покрытие - грунт, лак, эмаль, полимерно-порошковое покрытие, производится гальваническая обработка поверхности пружин: химическое фосфатирование, цинкование (6-24 мкм).
В производстве пружин применяют лишь металл, прошедший температурную обработку. Эта обработка придает первичному материалу нужные качества жесткости. Чтобы изготовить пружины кручения, традиционно, используют сталь следующих марок : 55С2, Ст70, 65Г, 60С2А.
Кроме всего прочего, существуют различия по форме : они могут быть винтовыми и невинтовыми. Винтовые упругие элементы тоже делятся на конические и цилиндрические, тогда как невинтовые бывают спиральными, пластинчатыми, тарельчатыми. Если говорить о числе витков, то в этом случае нет никаких твердых параметров, в каждом конкретном примере эта цифра зависит от области применения определенного их типа.
Так как эти пружины имеют самые разнообразные характеристики, их вполне можно изготавливать на заказ, были бы чертежи и ясные рекомендации. В прилагающейся документации, непременно, должны содержаться следующие величины :
- определенное направление обвивки
- требования к наружному слою для увеличения срока эксплуатации
- график зависимости деформации от нагрузки
- внутренний диаметр пружины кручения
- твердость металла, которую он приобрел после температурной обработки
- расположение концов относительно друг друга и оси
- наружный диаметр пружины кручения
- геометрические параметры, а также форма концов
- диаметр первичной проволоки и марка металла, из которого она была изготовлена.
Наружное покрытие для каждого их таких пружин, растяжения или кручения - вещь обязательная, так как именно за счет него изделие надежно защищено от коррозии. Такое покрытие может быть лаковым, грунтовым, эмалированным, гальваническим.
В настоящее время область применения пружин кручения чрезвычайно широка. Они с успехом работают как в различных промышленных областях, так и в быту. Люди пользуются мебелью, дверями, мышеловками и офисным оборудованием, в которых вмонтированы пружины кручения самого разнообразного вида.
Вывод
Пружина — упругий элемент, предназначенный для накапливания или поглощения механической энергии. Пружина может быть изготовлена из любого материала, имеющего достаточно высокие прочностные и упругие свойства (сталь, пластмасса, дерево, фанера, даже картон). Стальные пружины общего назначения изготавливают из высокоуглеродистых сталей (У9А-У12А, 65, 70), легированных марганцем, кремнием, ванадием (65Г, 60С2А, 65С2ВА). Для пружин, работающих в агрессивных средах, применяют нержавеющую сталь (12Х18Н10Т), бериллиевую бронзу (БрБ-2), кремнемарганцевую бронзу (БрКМц3-1), оловянноцинковую бронзу (БрОЦ-4-3).
Небольшие пружины можно навивать из готовой проволоки, в то время как мощные изготавливаются из отожжённой стали и закаляются уже после формовки.
Все пружины кручения производятся из металлопроволоки от 0,3 до 4,5 сантиметров в диаметре. Принцип работы каждого такого продукта - это преобразование, когда деформирование сжатия и растяжения переходит в деформацию кручения, и наоборот. Такие пружины используются, постоянно находясь в условиях деформации под давлением внешней нагрузки. Это предъявляет требование повышенной жесткости от металлопроволоки. С точки зрения классической физики, пружину можно рассматривать как устройство, накапливающее потенциальную энергию путём изменения расстояния между атомами эластичного материала.
Витые металлические пружины преобразуют деформацию сжатия, растяжения пружины в деформацию кручения материала из которого она изготовлена, и наоборот, деформацию кручения пружины в деформацию растяжения и изгиба металла, многократно усиливая коэффициент упругости за счёт увеличения длины проволоки противостоящей внешнему воздействию.