Torsion Spring vs. ຂະຫຍາຍພາກຮຽນ spring: Which One Do You Really Need?

Choosing the wrong spring for your design is a common mistake. It leads to products that feel flimsy, wear out quickly, or fail completely, forcing expensive redesigns and delays.

The choice is simple once you understand their function. Torsion springs provide a rotational force (ແຮງບິດ) for twisting applications, while extension springs provide a linear pulling force for tensioning applications. Your design's motion dictates which one you need.

ຫຼາຍກວ່າຂອງຂ້ອຍ 14 ປີໃນອຸດສາຫະກໍານີ້, 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, resulting in a clumsy and inefficient mechanism. ຄວາມເຂົ້າໃຈຄວາມແຕກຕ່າງພື້ນຖານລະຫວ່າງແຮງບິດແລະແຮງດຶງແມ່ນຂັ້ນຕອນທໍາອິດແລະສໍາຄັນທີ່ສຸດໃນການອອກແບບກົນຈັກທີ່ດີ.. ການໄດ້ຮັບສິດນີ້ຕັ້ງແຕ່ເລີ່ມຕົ້ນຈະຊ່ວຍປະຢັດເວລາ, ເງິນ, ແລະຄວາມອຸກອັ່ງຫຼາຍ.

ເມື່ອໃດທີ່ເຈົ້າຕ້ອງການແຮງຫມຸນຂອງ Torsion Spring?

ທ່ານຕ້ອງການປະຕູ, ຝາປິດ, ຫຼື lever ເພື່ອ snap ກັບເຂົ້າໄປໃນສະຖານທີ່, ແຕ່ການອອກແບບໃນປະຈຸບັນຂອງທ່ານແມ່ນ bulky ແລະສັບສົນ. ມັນຮູ້ສຶກອ່ອນແອແລະບໍ່ຫນ້າເຊື່ອຖື, ແລະເຈົ້າຮູ້ວ່າຕ້ອງມີວິທີທີ່ງ່າຍກວ່າ.

A torsion spring ສະຫນອງການແກ້ໄຂທີ່ຫນາແຫນ້ນແລະສະຫງ່າງາມສໍາລັບການເກັບຮັກສາແລະປ່ອຍພະລັງງານຫມຸນ. ມັນໃຊ້ແຮງບິດເພື່ອສະຫນອງຜົນບັງຄັບໃຊ້ທີ່ສອດຄ່ອງ, ທີ່ສົມບູນແບບສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ pivot ປະມານຈຸດສູນກາງ.

ຄັ້ງໜຶ່ງຂ້ອຍໄດ້ເຮັດວຽກກັບທີມງານອອກແບບຖັງຂີ້ເຫຍື້ອທາງການແພດລະດັບສູງ. ພວກເຂົາຕ້ອງການຝາປິດຕີນເພື່ອຮູ້ສຶກກ້ຽງ ແລະປິດຢ່າງປອດໄພທຸກຄັ້ງ. ຕົ້ນແບບທໍາອິດຂອງພວກເຂົາໃຊ້ກົນໄກການຂະຫຍາຍພາກຮຽນ spring clunky ເຊື່ອງໄວ້ໃນຖານ. It was noisy and the force wasn't consistent. ຂ້າ​ພະ​ເຈົ້າ​ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ໃຫ້​ເຂົາ​ເຈົ້າ​ວິ​ທີ​ການ​ເປັນ​ພາກ​ຮຽນ spring torsion double ງ່າຍ​ດາຍ​, mounted ສິດຢູ່ໃນຈຸດ hinge ໄດ້, ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ດີກວ່າ. ມັນງຽບ, ສະ​ຫນອງ​ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ການ​ປິດ​ກ້ຽງ​, ແລະຖືກເຊື່ອງໄວ້ຢ່າງສົມບູນ. ໂດຍການປ່ຽນເປັນພາກຮຽນ spring torsion, they not only improved the product's function but also its perceived quality.

ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຜົນບັງຄັບໃຊ້ພືດຫມູນວຽນ (ແຮງບິດ)

A torsion spring doesn't stretch; ມັນບິດ.

• ມັນເຮັດວຽກແນວໃດ: The spring's body, ເສັ້ນລວດ, ບິດປະມານ shaft ກາງຫຼື pin. ການປະຕິບັດການບິດນີ້ໂຫຼດພາກຮຽນ spring. ແຮງທີ່ມັນອອກບໍ່ແມ່ນການດຶງ, ແຕ່ເປັນພືດຫມູນວຽນ ແຮງບິດ[^ 1] that tries to push the spring's arms (ຫຼືຂາ) ກັບຄືນສູ່ມຸມເດີມຂອງພວກເຂົາ. Think of a clothespin—you squeeze the legs together, loading the spring, and when you let go, the spring's torque provides the clamping force.
• The Importance of the Arms: The arms are the levers that transfer the ແຮງບິດ[^ 1] ກັບຜະລິດຕະພັນຂອງທ່ານ. ຄວາມຍາວຂອງພວກເຂົາ, ຮູບຮ່າງ, and angle are critical. A longer arm will travel a greater distance but exert force with less leverage.
• Direction of Wind: Torsion springs are wound in either a right-hand or left-hand direction. They should always be loaded in a way that tightens the coils, not unwinds them. Applying force in the wrong direction can cause the spring to deform and fail.

ເມື່ອໃດເປັນແຮງດຶງເສັ້ນຈາກສ່ວນຂະຫຍາຍພາກຮຽນ spring ຄໍາຕອບ?

ທ່ານຈໍາເປັນຕ້ອງດຶງສອງອົງປະກອບຮ່ວມກັນ, ແຕ່ກົນໄກຂອງເຈົ້າຮູ້ສຶກວ່າງ. ໂດຍບໍ່ມີການປະຕິບັດຄືນທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້, your product simply doesn't function correctly or feels cheap and poorly made.

ພາກຮຽນ spring ຂະຫຍາຍໄດ້ຖືກອອກແບບໂດຍສະເພາະສໍາລັບການເຮັດວຽກນີ້. ມັນສະຫນອງແຮງດຶງເສັ້ນທີ່ສອດຄ່ອງແລະເຊື່ອຖືໄດ້, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນການແກ້ໄຂທີ່ສົມບູນແບບສໍາລັບສາຍແອວ tensioning, ກັບຄືນ levers, ແລະ​ຈັດ​ກອງ​ປະ​ຊຸມ​ຮ່ວມ​ກັນ​.

ຄິດກ່ຽວກັບປະຕູຫນ້າຈໍຄລາສສິກ. ພາກຮຽນ spring ທີ່ດຶງມັນປິດແມ່ນຕົວຢ່າງທີ່ສົມບູນແບບຂອງພາກຮຽນ spring ຂະຫຍາຍຢູ່ໃນບ່ອນເຮັດວຽກ. ລູກຄ້າຄັ້ງໜຶ່ງມາຫາພວກເຮົາໃນຂະນະທີ່ກຳລັງພັດທະນາເຄື່ອງອອກກຳລັງກາຍ. ພວກເຂົາຕ້ອງການເພື່ອສະຫນອງຄວາມຕ້ານທານຕົວປ່ຽນແປງສໍາລັບລະບົບ pulley ສາຍ. ການອອກແບບເບື້ອງຕົ້ນຂອງພວກເຂົາໄດ້ນໍາໃຊ້ນ້ໍາຫນັກທີ່ຊັບຊ້ອນ, ເຊິ່ງໜັກ ແລະແພງ. ພວກເຮົາໄດ້ຊ່ວຍເຂົາເຈົ້າທົດແທນ stack ນ້ໍາທີ່ມີຊຸດຂອງພາກຮຽນ spring ຂະຫຍາຍຍາວ. ການອອກແບບໃໝ່ນີ້ອ່ອນກວ່າ, ລາຄາຖືກກວ່າເພື່ອຜະລິດ, ແລະສະຫນອງໂປຣໄຟລ໌ຄວາມຕ້ານທານທີ່ກ້ຽງກວ່າຫຼາຍສໍາລັບຜູ້ໃຊ້. ມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນວິທີການຂະຫຍາຍພາກຮຽນ spring ແບບງ່າຍດາຍສາມາດເປັນການແກ້ໄຂທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ສຸດສໍາລັບບັນຫາຜົນບັງຄັບໃຊ້ເສັ້ນ.

ຄວາມ​ເຂົ້າ​ໃຈ Linear Force ແລະ​ຄວາມ​ເຄັ່ງ​ຕຶງ

An extension spring's job is to pull.

• ມັນເຮັດວຽກແນວໃດ: ພາກຮຽນ springs ສ່ວນຂະຫຍາຍແມ່ນເຮັດດ້ວຍທໍ່ຂອງພວກມັນຖືກກົດດັນໃຫ້ແຫນ້ນແຫນ້ນ. ນີ້ສ້າງຜົນບັງຄັບໃຊ້ໃນຕົວທີ່ເອີ້ນວ່າຄວາມກົດດັນເບື້ອງຕົ້ນ. ກ່ອນອື່ນ ໝົດ ທ່ານຕ້ອງໃຊ້ ກຳ ລັງພຽງພໍເພື່ອເອົາຊະນະສິ່ງນີ້ ຄວາມກົດດັນເບື້ອງຕົ້ນ[^ 2] ກ່ອນທີ່ລະດູໃບໄມ້ປົ່ງຈະເລີ່ມຍືດຍາວ. ເມື່ອມັນເລີ່ມ stretching, ມັນເກັບຮັກສາພະລັງງານແລະດຶງກັບຄືນໄປບ່ອນທີ່ມີຄວາມສອດຄ່ອງ, ຜົນບັງຄັບໃຊ້ເສັ້ນ.
• The Critical Hooks: ພາກຮຽນ spring ແມ່ນບໍ່ມີປະໂຫຍດໂດຍບໍ່ມີການສິ້ນສຸດຂອງມັນ, ເຊິ່ງປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນປະກອບເປັນ hooks ຫຼື loops. ນີ້ແມ່ນບ່ອນທີ່ກໍາລັງດຶງທັງຫມົດຖືກໂອນໄປຫາຜະລິດຕະພັນຂອງທ່ານ. ການອອກແບບຂອງ hook ມັກຈະເປັນສ່ວນສໍາຄັນທີ່ສຸດຂອງພາກຮຽນ spring, ຍ້ອນວ່າມັນເປັນຈຸດທົ່ວໄປທີ່ສຸດຂອງຄວາມລົ້ມເຫຼວ.
• ການພິຈາລະນາຄວາມປອດໄພ: ເນື່ອງຈາກວ່າພາກຮຽນ spring ສ່ວນຂະຫຍາຍແມ່ນສະເຫມີພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນໃນເວລາທີ່ຖືກນໍາໃຊ້, ຄວາມລົ້ມເຫຼວສາມາດເປັນອັນຕະລາຍ. ຖ້າລະດູໃບໄມ້ປົ່ງແຕກ, ມັນ​ສາ​ມາດ​ປ່ອຍ​ພະ​ລັງ​ງານ​ເກັບ​ຮັກ​ສາ​ໄວ້​ຂອງ​ຕົນ​ຢ່າງ​ຮຸນ​ແຮງ​. ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຊັ່ນ: ປະຕູ garage ຫຼືອຸປະກອນສະຫນາມເດັກຫຼິ້ນ, ສາຍຄວາມປອດໄພມັກຈະແລ່ນຜ່ານສູນກາງຂອງພາກຮຽນ spring ເພື່ອບັນຈຸມັນຖ້າມັນແຕກ.

Torsion ຫຼືການຂະຫຍາຍ: ເຈົ້າເລືອກທີ່ຖືກຕ້ອງແນວໃດ?

You're looking at your design, and you're not sure which spring to use. ການເລືອກທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງຈະເຮັດໃຫ້ຜະລິດຕະພັນຂອງທ່ານສັບສົນຫຼາຍ, ແພງກວ່າ, ແລະເຊື່ອຖືໄດ້ໜ້ອຍລົງໃນໄລຍະຍາວ.

ທາງເລືອກແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍຄໍາຖາມງ່າຍໆຫນຶ່ງ: ພາກສ່ວນຂອງທ່ານຕ້ອງການ rotate ປະມານ a pivot[^ 3], ຫຼືມັນຈໍາເປັນຕ້ອງດຶງເສັ້ນຊື່? ຄໍາຕອບຂອງເຈົ້າຊີ້ໃຫ້ເຫັນໂດຍກົງກັບພາກຮຽນ spring ທີ່ຖືກຕ້ອງ.

I've found that the best way to solve this is to physically act out the motion with your hands. ມືຂອງເຈົ້າຈໍາເປັນຕ້ອງບິດ, ຄືກັບການຫັນລູກບິດປະຕູ? That's a job for a torsion spring. ມືຂອງເຈົ້າຕ້ອງການດຶງຄືນ, ຄືກັບການປິດລິ້ນຊັກ? That's a job for an extension spring. ການທົດສອບງ່າຍດາຍນີ້ຕັດຜ່ານຄວາມສັບສົນທັງຫມົດ. ວິສະວະກອນຂອງບໍລິສັດ toy ກໍາລັງດີ້ນລົນກັບກົນໄກການເປີດຕົວສໍາລັບລົດຫຼິ້ນ. ລາວກໍາລັງພະຍາຍາມໃຊ້ພາກຮຽນ spring ຂະຫຍາຍເພື່ອເຮັດໃຫ້ແຂນເປີດຕົວ pivot[^ 3]. ຂ້າພະເຈົ້າໄດ້ໃຫ້ລາວປະຕິບັດການເຄື່ອນໄຫວ. ລາວເຫັນທັນທີວ່າແຂນກໍາລັງຫມຸນ. ພວກ​ເຮົາ​ໄດ້​ສະ​ແດງ​ອອກ​ອອກ​ແບບ​ງ່າຍ​ດາຍ​ຂອງ​ພາກ​ຮຽນ spring torsion​, ແລະມັນໄດ້ແກ້ໄຂບັນຫາຂອງລາວ.

ກອບການຕັດສິນແບບງ່າຍໆ

ສຸມໃສ່ຫນ້າທີ່, ບໍ່ພຽງແຕ່ພື້ນທີ່ທີ່ມີຢູ່.

• ປະເພດການເຄື່ອນໄຫວ: ນີ້ແມ່ນປັດໃຈສໍາຄັນທີ່ສຸດ. ຖ້າການເຄື່ອນທີ່ຫຼັກເປັນມຸມ ຫຼື ໝູນອ້ອມຈຸດຄົງທີ່ (ຄ້າຍຄື hinge ໄດ້), ທ່ານຕ້ອງການພາກຮຽນ spring torsion. ຖ້າການເຄື່ອນໄຫວແມ່ນເສັ້ນຊື່ລະຫວ່າງສອງຈຸດ, ທ່ານຕ້ອງການພາກຮຽນ spring ຂະຫຍາຍ.
• ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່: A torsion spring ຕ້ອງການ shaft, ເຂັມ, ຫຼື rod ສໍາລັບ coils ຂອງຕົນເພື່ອ mount ສຸດ. ມັນບໍ່ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ໂດຍບໍ່ມີສູນກາງນີ້ pivot[^ 3]. ພາກຮຽນ spring ຂະຫຍາຍຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີສອງຈຸດສະມໍແຍກຕ່າງຫາກ, ຫນຶ່ງສໍາລັບແຕ່ລະ hook, ເພື່ອດຶງລະຫວ່າງ.
• ບັງຄັບຈັດສົ່ງ: A torsion ພາກຮຽນ spring ໃຫ້ ແຮງບິດ[^ 1], ວັດແທກເປັນນິ້ວປອນ ຫຼືນິວຕັນ-ແມັດ. ພາກຮຽນ spring ຂະຫຍາຍສົ່ງຜົນບັງຄັບໃຊ້ເສັ້ນ, ວັດແທກເປັນປອນ ຫຼືນິວຕັນ. ທ່ານຕ້ອງຄິດໄລ່ປະເພດຂອງຜົນບັງຄັບໃຊ້ທີ່ຖືກຕ້ອງສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງທ່ານ.

ສະຫຼຸບ

ເລືອກພາກຮຽນ spring torsion ສໍາລັບການຫມຸນ, ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ບິດ​ອ້ອມ a pivot[^ 3]. ເລືອກພາກຮຽນ spring ຂະຫຍາຍສໍາລັບເສັ້ນ, ແຮງດຶງເສັ້ນຊື່. ການຈັບຄູ່ພາກຮຽນ spring ກັບການເຄື່ອນໄຫວແມ່ນກຸນແຈສໍາລັບການອອກແບບທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້.

[^ 1]: ຄົ້ນຫາຄໍານິຍາມແລະການຄິດໄລ່ຂອງແຮງບິດ, ທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການເຂົ້າໃຈ springs torsion.
[^ 2]: ຮຽນ​ຮູ້​ກ່ຽວ​ກັບ​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ​ໃນ​ເບື້ອງ​ຕົ້ນ​ແລະ​ບົດ​ບາດ​ຂອງ​ຕົນ​ໃນ​ການ​ທໍາ​ງານ​ຂອງ springs ສ່ວນ​ເສີມ​.
[^ 3]: ຄົ້ນພົບວິທີການ pivots ເຮັດວຽກຢູ່ໃນລະບົບກົນຈັກ ແລະຄວາມສໍາຄັນຂອງມັນໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກພາກຮຽນ spring.