สปริงขยายตัวคืออะไรและใช้อย่างไร?

You're looking for an "expansion spring," แต่คำนี้ทำให้ผลการค้นหาสับสน. You can't be sure if it's a spring that pushes or pulls, ทำให้ไม่สามารถสั่งได้อย่างถูกต้อง.

หนึ่ง "สปริงขยายตัว[^1]" เป็นคำทั่วไปแต่ไม่ใช่ศัพท์ทางเทคนิคสำหรับสปริงส่วนต่อ. It's a tightly wound coil designed to resist a pulling force. เมื่อยืดออก, มัน "ขยายออก" มีความยาว, เก็บพลังงาน, และดึงกลับมาทางเดิม, ขนาดที่สั้นกว่า.

จากประสบการณ์ของฉันในฐานะผู้ผลิต, I've found that names can be tricky. “สปริงขยายตัว" เป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของเรื่องนี้. คำว่า "ขยาย." อาจหมายถึงสองสิ่งที่แตกต่างกัน. มันขยายตัวโดยการยืดออกหรือไม่, หรือจะขยายกลับเป็นขนาดเดิมหลังจากถูกบีบอัดแล้ว? ความสับสนนี้อาจนำไปสู่การสั่งชิ้นส่วนผิดได้, ซึ่งอาจทำให้โครงการล้มเหลวได้. Let's clear up exactly what this term means and how these springs work.

ดึงหรือดันสปริงขยายตัว?

ชื่อ “สปริงขยาย" คือต้นตอของปัญหา. หากสปริงขยายตัว, มันยาวขึ้นจากการดึงหรือเปล่า, หรือขยายกลับคืนสู่รูปร่างเดิมจากการกด?

หนึ่ง "สปริงขยายตัว[^1]" มักจะหมายถึงสปริงส่วนต่อขยาย, ซึ่งถูกออกแบบให้ดึง. มันขยายตัวโดยการยืด. สปริงอัด, ในทางกลับกัน, ขยายออกโดยกลับไปยาวขึ้น, สถานะพักหลังจากถูกบีบอัดหรือผลัก. หน้าที่ของพวกมันตรงกันข้าม.

นี่คือความแตกต่างที่สำคัญที่สุดในโลกแห่งสปริง. เมื่อลูกค้าถามฉันว่า สปริงขยายตัว[^1], สิ่งแรกที่ฉันทำคือชี้แจงแอปพลิเคชัน. คุณกำลังพยายามปิดประตูหน้าจอค้างไว้, หรือคุณกำลังพยายามรองรับน้ำหนักของรถ? ประตูมุ้งลวดต้องใช้แรงดึง (สปริงขยาย). รถต้องใช้แรงผลักดัน (ก สปริงอัด[^2]). สปริงส่วนต่อขยายทำจากขดลวดที่กดติดกันแน่น, พร้อมที่จะต้านทานแรงดึง. สปริงอัดมีช่องว่างระหว่างคอยล์, พร้อมที่จะถูกบีบ. Using one for the other's job is a recipe for immediate failure.

"ส่วนขยาย" สองประเภท"

วิธีที่สปริง "ขยายตัว" กำหนดงานของมัน.

• สปริงขยาย (พวกดึง): สปริงเหล่านี้จะขยายความยาวเมื่อมีแรงดึง (กำลังดึง) มีการใช้กำลัง. หน้าที่ของพวกเขาคือการดึงส่วนประกอบกลับมารวมกัน. มีขดพันแน่นและปิดท้ายด้วยตะขอหรือห่วง.
• สปริงอัด (ผู้ผลักดัน): สปริงเหล่านี้ "ขยายตัว" กลับไปสู่ความยาวอิสระเดิมหลังจากการบีบอัด (ผลักดัน) แรงจะถูกลบออก. หน้าที่ของพวกเขาคือการแยกส่วนประกอบออกจากกัน. พวกมันมีคอยล์เปิดและโดยทั่วไปจะมีแบน, พื้นสิ้นสุด.

สปริงขยายตัวสร้างพลังได้อย่างไร?

คุณจะเห็นว่าสปริงดึงกลับเมื่อคุณยืดออก. แต่มันจะไปอยู่ที่ไหนในทันที, ความต้านทานที่แข็งแกร่งมาจาก, ก่อนที่มันจะทอดยาวไปไกลเสียอีก?

การขยายตัว (ส่วนขยาย) สปริงสร้างพลังในสองขั้นตอน. ประการแรกคือ "ความตึงเครียดเบื้องต้น," แรงในตัวที่ยึดขดลวดให้แน่นเข้าด้วยกัน. ประการที่สองคือ "อัตราสปริง[^3]," ซึ่งเป็นแรงเพิ่มเติมที่จำเป็นสำหรับทุกหน่วยระยะทางที่ยืดออก.

เมื่อเราผลิตสปริงส่วนต่อขยาย, เราใช้เทคนิคพิเศษในการพันลวดภายใต้แรงตึง. กระบวนการนี้จะสร้างพรีโหลดที่บีบขดลวดทั้งหมดเข้าด้วยกัน. นี่คือความตึงเครียดเบื้องต้น. คุณต้องออกแรงมากพอที่จะเอาชนะ "ความเหนียวแน่น" นี้" ก่อนที่ฤดูใบไม้ผลิจะเริ่มยืดออก. ด้วยเหตุนี้สปริงประตูมุ้งลวดแบบใหม่จึงยึดประตูไว้แน่นหนา. เมื่อคุณผ่านพ้นความตึงเครียดเริ่มต้นแล้ว, อัตราสปริงเข้าครอบงำ. นี่คือความแข็งของสปริง. สปริงที่มีอัตรา 10 ปอนด์/นิ้วจะต้องการ 10 แรงที่มากขึ้นสำหรับทุก ๆ นิ้วที่คุณยืดออก. เราสามารถปรับค่าทั้งสองนี้เพื่อให้ได้โปรไฟล์แรงที่แน่นอนตามที่ลูกค้าต้องการ.

สององค์ประกอบของพลัง

การทำความเข้าใจแรงทั้งสองนี้เป็นกุญแจสำคัญในการกำหนดสปริงที่ถูกต้อง.

• ความตึงเครียดเริ่มต้น: นี่คือแรงคงที่ที่เกิดขึ้นเมื่อสปริงหยุดนิ่ง. มันให้แรงดึงพื้นฐานที่ต้องเอาชนะก่อนที่จะมีการขยายเกิดขึ้น.
• อัตราสปริง (ความฝืด): นี่คือแรงแปรผันที่เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเมื่อสปริงถูกยืดออก. โดยจะกำหนดว่าแรงดึงจะแรงแค่ไหนเมื่อสปริงยาวขึ้น.

วัสดุใดที่ใช้ในการสร้างสปริงขยายตัว?

คุณต้องมีสปริงสำหรับประตูกลางแจ้ง, แต่อันสุดท้ายที่คุณใช้ขึ้นสนิมและพังในรอบปี. คุณจะเลือกวัสดุที่จะคงอยู่ได้อย่างไร?

วัสดุที่พบบ่อยที่สุดคือเหล็กกล้าคาร์บอนสูง เช่น ลวดดนตรี เพื่อความแข็งแรงและต้นทุนต่ำ, และสแตนเลสเพื่อความทนทานต่อการกัดกร่อน. สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง, โลหะผสมพิเศษเช่น Inconel หรือ Monel ใช้สำหรับทนต่ออุณหภูมิสูงหรือทนต่อสารเคมี.

The choice of material is just as important as the spring's dimensions. สำหรับการใช้งานภายในอาคารส่วนใหญ่, music wire เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมมาก. มีความแข็งแกร่งและคุ้มค่ามาก. เรามักจะเติมสังกะสีหรือการชุบอื่นๆ เพื่อป้องกันความชื้นเล็กน้อย. แต่สำหรับประตูด้านนอกนั้น, ฉันจะแนะนำสแตนเลสทันที, อาจจะเป็น 302 หรือ 304 ระดับ. มีค่าใช้จ่ายเพิ่มอีกเล็กน้อย, แต่จะไม่เกิดสนิม, ทำให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานและปลอดภัยยิ่งขึ้น. ครั้งหนึ่งฉันเคยมีลูกค้าที่ต้องการสปริงสำหรับการใช้งานทางทะเล, สัมผัสกับน้ำเกลืออย่างต่อเนื่อง. สำหรับพวกเขา, เราต้องใช้ 316 สแตนเลส, ซึ่งมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า. การเลือกวัสดุที่ไม่ถูกต้องเป็นสาเหตุหนึ่งที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้สปริงล้มเหลว.

จับคู่วัสดุให้เข้ากับงาน

สภาพแวดล้อมเป็นตัวกำหนดวัสดุ.

• เหล็กกล้าคาร์บอนสูง: หมวดหมู่นี้ได้แก่ สายดนตรี[^4] และลวดนิรภัยน้ำมัน. มีการผสมผสานระหว่างความแข็งแรงและราคาที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานทั่วไป แต่ต้องได้รับการปกป้องจากการกัดกร่อนด้วยการตกแต่งพื้นผิวเช่นการชุบ.
• สแตนเลส: ทางเลือกสำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับความชื้น, การชะล้าง, หรือใช้กลางแจ้ง. เกรดเหมือน. 302/304 เป็นเรื่องธรรมดา, ในขณะที่ 316 ใช้สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมากขึ้น เช่น น้ำเค็มหรือสารเคมี.
• โลหะผสมพิเศษ: เพื่อความร้อนแรง, คุณอาจใช้ Inconel. สำหรับอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์หรือการใช้งานที่ไม่ใช่แม่เหล็ก, เบริลเลียมคอปเปอร์อาจเป็นทางเลือก.

บทสรุป

ระยะ "สปริงขยายตัว[^1]" มักหมายถึงสปริงส่วนต่อขยายที่ขยายโดยการดึง. มันทำงานโดยใช้ ความตึงเครียดเริ่มต้น[^5] และอัตราสปริง, และวัสดุต้องตรงกับสภาพแวดล้อมการทำงาน.

[^1]: สำรวจแหล่งข้อมูลนี้เพื่อชี้แจงคำจำกัดความและการทำงานของสปริงขยาย.
[^2]: เรียนรู้เกี่ยวกับกลไกของสปริงอัดและการใช้งาน.
[^3]: แหล่งข้อมูลนี้จะอธิบายอัตราสปริงและความสำคัญในการพิจารณาประสิทธิภาพของสปริง.
[^4]: ลิงก์นี้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับคุณสมบัติและการใช้สายไฟดนตรีในการผลิตสปริง.
[^5]: ค้นพบแนวคิดเรื่องแรงดึงเริ่มต้นและความสำคัญของแรงดึงในการออกแบบสปริง.