Бұралу көктеміне қарсы. Кеңейту көктемі: Сізге қайсысы шынымен керек?

Дизайн үшін дұрыс емес көктемді таңдау - бұл кең таралған қате. Бұл нәзік сезінетін өнімдерге әкеледі, тез тозады, немесе толығымен сәтсіздікке ұшырайды, қымбат қайта құруға және кешіктіруге мәжбүр етеді.

Олардың функциясын түсінгеннен кейін таңдау оңай. Бұралу серіппелері айналу күшін қамтамасыз етеді (айналу моменті) бұрау қолданбаларына арналған, ал ұзартқыш серіппелер керу қолданбалары үшін сызықтық тарту күшін қамтамасыз етеді. Your design's motion dictates which one you need.

Менің үстінде 14 осы саладағы жылдар, I've seen countless drawings where an engineer tried to make one type of spring do the job of the other. They'll try to use an extension spring to force a lever to rotate, нәтижесінде ебедейсіз және тиімсіз механизм пайда болады. Бұралу күші мен тарту күші арасындағы негізгі айырмашылықты түсіну жақсы механикалық дизайндағы бірінші және ең маңызды қадам болып табылады.. Мұны басынан бастап дұрыс қабылдау уақытты үнемдейді, ақша, және көп көңілсіздік.

Сізге бұралу серіппесінің айналу күші қашан қажет?

Сізге есік керек, қақпақ, немесе орнына оралу үшін тұтқа, бірақ сіздің қазіргі дизайныңыз көлемді және күрделі. Ол өзін әлсіз және сенімсіз сезінеді, және сіз қарапайым жол болуы керек екенін білесіз.

Бұралу серіппесі айналмалы энергияны сақтауға және босатуға арналған ықшам және талғампаз шешім ұсынады. Ол тұрақты қайтару күшін қамтамасыз ету үшін айналдыру моментін пайдаланады, орталық нүктенің айналасында айналатын қолданбалар үшін өте қолайлы.

Мен бір кездері жоғары сапалы медициналық қоқыс жәшігін жобалайтын топпен жұмыс істедім. Әр жолы тегіс және қауіпсіз жабылу үшін оларға аяқ педальының қақпағы қажет болды. Олардың бірінші прототипі негізге жасырылған ұзартқыш серіппелі механизмді пайдаланды. It was noisy and the force wasn't consistent. Мен оларға қарапайым қос бұралу серіппесін көрсеттім, тікелей топса нүктесінде орнатылған, жұмысты жақсырақ атқара алар еді. Үнсіз болды, тегіс жабу әрекетін қамтамасыз етті, және толығымен жасырылды. Бұралмалы серіппеге ауысу арқылы, they not only improved the product's function but also its perceived quality.

Айналу күші туралы түсінік (Момент)

A torsion spring doesn't stretch; ол бұрылады.

• Ол қалай жұмыс істейді: The spring's body, катушкалар, орталық білікке немесе түйреуішке айналады. Бұл бұрау әрекеті серіппені жүктейді. Оның көрсететін күші тартылыс емес, бірақ айналмалы айналу моменті[^ 1] that tries to push the spring's arms (немесе аяқтар) бастапқы бұрышына оралу. Киім түйреуішті елестетіп көріңіз - сіз аяқтарыңызды біріктіресіз, серіппені жүктеу, және сіз жіберген кезде, the spring's torque provides the clamping force.
• Қару-жарақтың маңызы: Қолдар – оны тасымалдайтын тұтқалар айналу моменті[^ 1] өніміңізге. Олардың ұзындығы, пішін, және бұрыштары маңызды. Ұзынырақ қол үлкен қашықтықты жүреді, бірақ аз левереджмен күш береді.
• Желдің бағыты: Бұралмалы серіппелер оңға немесе солға оралады. Олар әрқашан катушкаларды қатайтатын етіп жүктелуі керек, оларды босатпайды. Күшті дұрыс емес бағытта қолдану серіппенің деформациялануына және істен шығуына әкелуі мүмкін.

When is a Linear Pulling Force from an Extension Spring the Answer?

You need to pull two components together, but your mechanism feels loose. Without a reliable return action, your product simply doesn't function correctly or feels cheap and poorly made.

An extension spring is designed specifically for this job. It provides a consistent and reliable linear pulling force, making it the perfect solution for tensioning belts, returning levers, and holding assemblies together.

Think about the classic screen door. The spring that pulls it shut is a perfect example of an extension spring at work. Бірде бізге тренажер жасау кезінде клиент келді. Олар кабельдік шығыр жүйесі үшін айнымалы қарсылықты қамтамасыз ету керек болды. Олардың бастапқы дизайнында салмақтардың күрделі дестелері қолданылған, бұл ауыр және қымбат болды. Біз оларға салмақ жинағын ұзын ұзартқыш серіппелер сериясымен ауыстыруға көмектестік. Бұл жаңа дизайн жеңілірек болды, өндіруге арзанырақ, және пайдаланушы үшін әлдеқайда тегіс қарсылық профилін қамтамасыз етті. Бұл қарапайым ұзартқыш серіппе сызықтық күш мәселесі үшін ең тиімді шешім бола алатынын көрсетті.

Сызықтық күш және кернеу туралы түсінік

An extension spring's job is to pull.

• Ол қалай жұмыс істейді: Ұзартқыш серіппелер олардың орамдары бір-біріне мықтап басылған күйде жасалады. Бұл бастапқы кернеу деп аталатын кіріктірілген күшті жасайды. Мұны жеңу үшін алдымен жеткілікті күш қолдану керек бастапқы кернеу[^ 2] көктем тіпті созыла бастағанға дейін. Ол созыла бастағанда, ол энергияны сақтайды және тұрақты түрде кері тартады, сызықтық күш.
• Critical Hooks: Бұлақтың ұшы болмаса жарамсыз, олар әдетте ілмектерге немесе ілмектерге айналады. Бұл жерде барлық тарту күші сіздің өніміңізге беріледі. Ілмектің дизайны көбінесе көктемнің ең маңызды бөлігі болып табылады, себебі бұл ең көп кездесетін сәтсіздік нүктесі.
• Қауіпсіздік ережелері: Өйткені ұзартқыш серіппе пайдалану кезінде әрқашан кернеуде болады, сәтсіздік қауіпті болуы мүмкін. Егер серіппе үзілсе, ол өзінің жинақталған энергиясын күшті түрде босатады. Гараж есіктері немесе ойын алаңы жабдықтары сияқты қолданбаларда, Қауіпсіздік кабелі жиі серіппенің ортасынан өткізіледі, егер ол үзілсе, оны ұстап тұру үшін.

Бұралу немесе ұзарту: Сіз қалай дұрыс таңдау жасайсыз?

You're looking at your design, and you're not sure which spring to use. Қате таңдау өніміңізді күрделірек етеді, қымбатырақ, және ұзақ мерзімді перспективада сенімділігі төмен.

Таңдау бір қарапайым сұрақпен анықталады: сіздің бөлігіңіздің айналасында айналуы керек пе? бұрылу[^ 3], немесе түзу сызықта тарту керек пе? Сіздің жауабыңыз дұрыс серіппені тікелей көрсетеді.

I've found that the best way to solve this is to physically act out the motion with your hands. Қолыңызды бұру керек пе, есік тұтқасын айналдыру сияқты? That's a job for a torsion spring. Қолыңызды артқа тарту керек пе, жәшікті жабу сияқты? That's a job for an extension spring. Бұл қарапайым сынақ барлық күрделілікті жояды. Ойыншықтар компаниясының инженері ойыншық көлікті іске қосу механизмімен күресіп жатты. Ол ұшыру тұтқасын жасау үшін ұзартқыш серіппені пайдаланбақ болды бұрылу[^ 3]. Мен оған қозғалысты орындауды тапсырдым. Қолдың айналып тұрғанын бірден көрді. Біз бұралу серіппесінің қарапайым дизайнының эскизін жасадық, және бұл оның мәселесін шешті.

Қарапайым шешім шеңбері

Функцияға назар аударыңыз, бос орын ғана емес.

• Қозғалыс түрі: Бұл ең маңызды фактор. Бастапқы қозғалыс бекітілген нүктенің айналасында бұрыштық немесе айналмалы болса (топса сияқты), сізге бұралу серіппесі қажет. Егер қозғалыс екі нүктенің арасында түзу болса, сізге ұзартқыш серіппе қажет.
• Орнату нүктелері: Бұралу серіппесі білікті қажет етеді, түйреуіш, немесе оның катушкаларын орнатуға арналған штанга. Бұл орталықсыз жұмыс істей алмайды бұрылу[^ 3]. Ұзартқыш серіппе екі бөлек бекіту нүктесін қажет етеді, әр ілмек үшін бір, арасында тарту.
• Мәжбүрлеп жеткізу: Бұралу серіппесі береді айналу моменті[^ 1], дюйм-фунтпен немесе Ньютон-метрмен өлшенеді. Ұзартқыш серіппе сызықтық күш береді, фунтпен немесе Ньютонмен өлшенеді. Қолданбаңыз үшін күштің дұрыс түрін есептеу керек.

Қорытынды

Айналу үшін бұралу серіппесін таңдаңыз, айналмалы қозғалыс а бұрылу[^ 3]. Сызықтық үшін ұзартқыш серіппені таңдаңыз, түзу сызықты тарту күші. Серіппенің қозғалысқа сәйкес келуі сенімді дизайнның кілті болып табылады.

[^ 1]: Моменттің анықтамасы мен есептелуін зерттеңіз, бұралу серіппелерін түсіну үшін өте маңызды.
[^ 2]: Бастапқы шиеленіс және оның ұзартқыш серіппелердің қызметіндегі рөлі туралы біліңіз.
[^ 3]: Механикалық жүйелерде бұрылыстардың қалай жұмыс істейтінін және олардың көктемгі қолданбалардағы маңыздылығын біліңіз.