- У прес-формах і штампах [ правити | правити код ]
- У вогнепальну зброю [ правити | правити код ]
- У механізмах постійної сили [ правити | правити код ]
пружина - пружний елемент, призначений для накопичення або поглинання механічної енергії . Пружина може бути виготовлена з будь-якого матеріалу, що має досить високі міцності і пружні властивості ( сталь , пластмаса , дерево , фанера , навіть картон ).
сталеві пружини загального призначення виготовляють з високовуглецевих сталей (У9А-У12А, 65, 70), легованих марганцем, кремнієм, ванадієм (65Г, 60С2А, 65С2ВА). Для пружин, що працюють в агресивних середовищах, застосовують нержавіючу сталь (12Х18Н10Т), берилієвих бронзу (БрБ-2), кремнемарганцевую бронзу (БрКМц3-1), оловянноцінковую бронзу (БрОЦ-4-3), титанові (ВТ-16) і нікелеві сплави (A-286, INCONEL, ELGILOY).
Невеликі пружини можна навивати з готового дроту, в той час як потужні виготовляються з відпаленого стали і загартовуються вже після формування.
тарілчасті пружини
Місце установки тарілчастих пружин
По виду сприйманого навантаження:
- пружини стиснення;
- пружини розтягування;
- пружини кручення;
- пружини вигину.
Пружини розтягання - розраховані на збільшення довжини під навантаженням. У ненавантаженому стані зазвичай мають зімкнулися витки. На кінцях для закріплення пружини на конструкції є гачки або кільця.
Пружини стиску - розраховані на зменшення довжини під навантаженням. Витки таких пружин без навантаження не торкаються один одного. Кінцеві витки підтискають до сусідніх і торці пружини шліфують. Довгі пружини стиснення, щоб уникнути втрати стійкості, ставлять на оправлення або склянки. хвильові пружини , Навиті з синусоїдальної металевої стрічки, відрізняються більш високою стійкістю завдяки стикаються вершин хвиль сусідніх витків.
Також пружина Бурдона - трубчаста пружина в манометрах для вимірювання тиску, що грає роль чутливого елемента.
Витки пружин розтягування-стиснення під дією постійної за величиною сили відчувають напруги двох видів: вигину і крутіння .
Пружина вигину - застосовується для передачі пружних деформацій при незначних змінах геометричних розмірів пружини або пакета пружин (ресори, тарілчасті пружини) .Вони мають різноманітну просту форму (торсіони, стопорні кільця і шайби, пружні затиски, елементи реле і т.п.)
Пружини крутіння - можуть бути двох видів:
За конструкцією:
Для кручених циліндричних і конічних:
- кількість витків
- крок витка
- діаметр дроту
- гранично сприймається навантаження
- лінійна залежність між деформацією (осадкою) пружини і навантаженням, прикладеної до неї
Для хвильових:
- перетин стрічки
- число витків
- число хвиль на виток
- коефіцієнт жорсткості
- граничне навантаження
також втомні характеристики матеріалів.
З точки зору класичної фізики, пружину можна розглядати як пристрій, що нагромаджує потенційну енергію шляхом зміни відстані між атомами еластичного матеріалу.
В теорії пружності законом Гука встановлено, що розтягнення еластичного стержня пропорційно прикладеною до нього силі, спрямованої уздовж його осі. У реальності цей закон виконується не точно, а тільки при малих розтягненнях і сжатіях. Якщо напруга перевищує певну межу ( межа плинності ) В матеріалі наступають незворотні порушення його структури, і деталь руйнується або отримує необоротну деформацію. Слід зазначити, що багато реальні матеріали не мають чітко визначеного межі текучості, і закон Гука до них непридатний. В такому випадку, для матеріалу встановлюється умовна границя плинності.
Кручені металеві пружини перетворять деформацію стиску / розтягання пружини в деформацію кручення матеріалу з якого вона виготовлена, і навпаки, деформацію крутіння пружини в деформацію розтягування і вигину металу, багаторазово посилюючи коефіцієнт пружності за рахунок збільшення довжини дроту протистоїть зовнішньому впливу. Хвильові пружини стиснення подібні безлічі послідовно / паралельно з'єднаних ресор, що працюють на вигин.
У прес-формах і штампах [ правити | правити код ]
У прес-формах і штампах застосовуються пружини стиснення з прямокутним перетином дроту, вони називаються інструментальними пружинами. Завдяки прямокутному перетині дроту, пружина має більш жорсткі пружинні властивості при відносно невеликих розмірах, що дуже зручно для розміщення їх в прес форми і штампи.
У вогнепальну зброю [ правити | правити код ]
- Бойова пружина, поворотна пружина, пружина магазина
- У симуляції зброї, зброя для страйкболу - пружина зазвичай використовується для виштовхування снаряда в пружинно-поршневих гвинтівках.
У механізмах постійної сили [ правити | правити код ]
Конструкція механізму або самої пружини забезпечує постійне зусилля на грузонесущим елементі в певному діапазоні переміщення.
- опори постійного зусилля для трубопроводів
- Роликові пружини постійного зусилля або моменту
- Ущільнення трубопровідної арматури
- Задана навантаження для плаваючих підшипників
Вита циліндрична пружина стиснення або розтягування, намотана з циліндричної дроту і пружно деформується уздовж осі, має коефіцієнт жорсткості
k = G ⋅ d D 4 8 ⋅ d F 3 ⋅ n, {\ displaystyle k = {\ frac {G \ cdot d _ {\ mathrm {D}} ^ {4}} {8 \ cdot d _ {\ mathrm {F }} ^ {3} \ cdot n}},}
де
d D
- діаметр дроту; d F - діаметр намотування (вимірюваний від осі дроту); n - число витків; G - модуль зсуву (Для звичайної стали G ≈ 80 ГПа , Для міді ~ 45 ГПа).