Какво е разширителна пружина и как се използва?

You're looking for an "expansion spring," но терминът води до объркващи резултати от търсенето. You can't be sure if it's a spring that pushes or pulls, което прави невъзможно правилното поръчване.

Ан "разширителна пружина[^1]" е общ, но нетехнически термин за разтягаща пружина. It's a tightly wound coil designed to resist a pulling force. При разтягане, то се „разширява" по дължина, съхранява енергия, и се дърпа обратно към оригинала, по-къс размер.

Според моя опит като производител, I've found that names can be tricky. „Разширителна пружина" е идеален пример за това. Думата „разширяване" може да означава две различни неща. Разширява ли се като се разтяга, или се разширява обратно до първоначалния си размер, след като е бил компресиран? Това объркване може да доведе до поръчка на грешна част, което може да доведе до провал на проект. Let's clear up exactly what this term means and how these springs work.

Издърпва или натиска разширителната пружина?

Името "разширителна пружина" е източникът на проблема. Ако една пружина се разширява, удължава ли се от дърпане, или се разширява обратно към първоначалната си форма от натискане?

Ан "разширителна пружина[^1]" почти винаги се отнася до разтегателна пружина, който е предназначен да тегли. Разширява се чрез разтягане. Компресионна пружина, от друга страна, разширява, като се връща към по-дългия си, състояние на покой след компресиране или натискане. Техните функции са противоположни.

Това е най-критичното разграничение в света на пружините. Когато клиент ме помоли за разширителна пружина[^1], първото нещо, което правя, е да изясня приложението. Опитваш ли се да задържиш мрежестата врата затворена, или се опитвате да издържите теглото на кола? Мрежестата врата се нуждае от теглителна сила (разтегателна пружина). Колата се нуждае от бутаща сила (а компресионна пружина[^2]). Направена е разтегателна пружина с намотки, плътно притиснати една към друга, готов да устои на дърпане. Пружината за натиск е направена с празнини между нейните намотки, готови за изстискване. Using one for the other's job is a recipe for immediate failure.

Два вида „разширяване"

Начинът, по който една пружина се „разширява" определя работата си.

• Удължителни пружини (Тегличите): Тези пружини се разширяват по дължина при опън (дърпане) се прилага сила. Тяхната задача е да сглобяват компонентите обратно. Те имат плътно навити намотки и завършват с куки или примки.
• Компресионни пружини (Тласкачите): Тези пружини „разширяват" обратно към първоначалната им свободна дължина след компресия (бутане) силата се премахва. Тяхната задача е да разделят компонентите. Те имат отворени намотки и обикновено имат плоски, земни краища.

Как една разширителна пружина създава своята сила?

Можете да видите, че една пружина се дърпа назад, когато я разтегнете. Но откъде идва това незабавно, идва силна съпротива, още преди да се е простирало много далеч?

Разширение (разширение) пружината създава своята сила на два етапа. Първото е „първоначалното напрежение," вградена сила, която държи намотките плътно една към друга. Второто е "пружинна норма[^3]," което е допълнителната сила, необходима за всяка единица разстояние, което се разтяга.

Когато произвеждаме разтегателна пружина, ние използваме специална техника за навиване на телта под напрежение. Този процес създава предварително натоварване, което притиска всички намотки заедно. Това е първоначалното напрежение. Трябва да приложите достатъчно сила, за да преодолеете тази „лепкавост“." преди пружината дори да започне да се разтяга. Ето защо новата пружина на вратата държи вратата толкова здраво затворена. След като издърпате първоначалното напрежение, скоростта на пружината поема. Това е твърдостта на пружината. Пружина със скорост от 10 lbs/inch ще изисква 10 повече килограми сила за всеки допълнителен инч, който го разтягате. Можем да коригираме и двете стойности, за да предоставим точния профил на сила, от който клиентът се нуждае.

Двата компонента на силата

Разбирането на тези две сили е от ключово значение за определяне на правилната пружина.

• Първоначално напрежение: Това е постоянна сила, която съществува, когато пружината е в покой. Той осигурява базова теглителна сила, която трябва да бъде преодоляна, преди да се случи каквото и да е удължаване.
• Пролетна ставка (Скованост): Това е променлива сила, която нараства линейно с разтягане на пружината. Той определя колко по-силно става тегленето, когато пружината става по-дълга.

Какви материали се използват за направата на разширителни пружини?

Имате нужда от пружина за външна порта, но последният, който използвахте, ръждяса и се счупи за една година. Как да изберете материал, който ще издържи?

Най-често срещаните материали са високовъглеродни стомани като музикална тел за здравина и ниска цена, и неръждаема стомана за устойчивост на корозия. За екстремни среди, специални сплави като Inconel или Monel се използват за висока температура или химическа устойчивост.

The choice of material is just as important as the spring's dimensions. За повечето приложения на закрито, музикалната жица е фантастичен избор. Той е много силен и рентабилен. Обикновено добавяме цинк или друго покритие, за да го предпазим от малка влажност. Но за тази външна порта, Веднага бих препоръчал неръждаема стомана, вероятно а 302 или 304 клас. Струва малко повече, но няма да ръждясва, осигурявайки много по-дълъг и по-безопасен експлоатационен живот. Веднъж имах клиент, който се нуждаеше от пружини за морско приложение, постоянно изложени на солена вода. За тях, трябваше да използваме 316 неръждаема стомана, който има превъзходна устойчивост на корозия. Изборът на грешен материал е една от най-честите причини за повреда на пружината.

Съответствие на материала с работата

Средата диктува материала.

• Високовъглеродни стомани: Тази категория включва музикален проводник[^4] и закалена в масло тел. Те предлагат най-добрата комбинация от здравина и цена за приложения с общо предназначение, но трябва да бъдат защитени от корозия с повърхностно покритие като покритие.
• Неръждаеми стомани: Най-добрият избор за приложения, включващи влага, измиване, или употреба на открито. Оценки като 302/304 са често срещани, докато 316 се използва за по-корозивни среди като солена вода или химикали.
• Специални сплави: За екстремни горещини, може да използвате Inconel. За температури под нулата или немагнитни приложения, Берилиевата мед може да бъде изборът.

Заключение

Терминът "разширителна пружина[^1]" обикновено означава разтегателна пружина, която се разширява чрез издърпване. Работи с помощта на първоначално напрежение[^5] и пружинна ставка, и неговият материал трябва да съответства на работната му среда.

[^1]: Разгледайте този ресурс, за да изясните определението и функционалността на разширителните пружини.
[^2]: Научете за механиката на компресионните пружини и техните приложения.
[^3]: Този ресурс обяснява скоростта на пружината и нейното значение при определяне на ефективността на пружината.
[^4]: Тази връзка предоставя представа за свойствата и употребата на музикален проводник в производството на пружини.
[^5]: Открийте концепцията за първоначалното напрежение и нейното значение в дизайна на пружината.