Пружины кручения

Пружины кручения широко применяются в технике при необходимости работы с вращательным моментом. Они могут служить прижимными и возвратными механизмами, упругими звеньями силовых передач, что необычайно востребовано в машино- и станкостроении, производстве оборудования для добывающих отраслей, энергетике, металлургии.

В отличие от аналогичных изделий, работающих на растяжение и сжатие, нагружающие силы в пружине кручения расположены в плоскостях, перпендикулярных ее оси. Это способствует тому, что данное изделие обладает линейной характеристикой крутящего момента, а также обеспечивает передачу напряжения скручивания на нужные поверхности (две и более).

Принцип действия

Под воздействием внешней нагрузки пружина кручения испытывает упругую деформацию. Приложение к данной детали внешних сил приводит к изменению ее размеров. В этот момент происходит накопление энергии. С прекращением воздействия восстанавливается исходная форма детали. Именно эта ее способность возвращаться в начальное состояние и является уникальной характеристикой, обеспечивающей отдачу накопленной энергии.

Из этого принципа действия вытекают технические и эксплуатационные особенности таких деталей, обеспечивающих силовые передачи внутри механизмов. 

Параметры, влияющие на выбор

Ассортимент таких изделий очень велик, они имеют разные характеристики и, соответственно, применяются в различных отраслях промышленности. Чтобы купить пружины кручения в точном соответствии с решаемой задачей, стоит определиться с такими моментами:

1. витые или торсионные;

2. с правой или левой навивкой (обеспечивают движение кручения соответственно против или по часовой стрелке);

3. одиночные или двойные;

4. материал (обычно – сталь: нержавеющая, высокоуглеродистая, другие виды);

5. тип конструкции: цилиндрические, конические, бочкообразные, другие, в том числе индивидуальной конфигурации;

6. толщина проволоки (в производстве чаще всего применяется 0,15–40 мм);

7. внешний диаметр (0,6–1000 мм);

8. число витков и их шаг;

9. длина и вид плеч;

10. метод навивки – холодный, горячий;

11. дополнительная термическая обработка, гальваника, покрытие эмалями.

Наиболее важной характеристикой таких деталей является зависимость возникающей деформации от прилагаемой нагрузки, рассчитать которую стоит доверить специалистам.

Требования к изделиям

Сферы использования работающих на кручение пружин определяют высокие требования к их рабочим качествам:

• высокая усталостная прочность;

• долговечность;

• устойчивость к внешним воздействиям;

• технологическая точность изготовления;

• качество поверхности.

Особые нормы для этого типа изделий определяются тем, что процесс эксплуатации связан с их постоянной деформацией. Соответствующие ГОСТ пружины кручения удовлетворяют всем нормам по обеспечению надежности и безопасности.

Особенности изготовления

Изготовление пружин – это процесс навивки проволоки, который выполняется специализированными автоматами.

Обычно небольшие пружины навиваются из прошедшей предварительную обработку проволоки, а мощные после формовки подвергаются последовательному воздействию разных температур. Термообработка – обязательный процесс, она обеспечивает упругие свойства и снятие внутренних напряжений после навивки.

К особенностям изготовления таких изделий относится также наружное покрытие, цели которого могут быть разными:

• защита от коррозии;

• улучшение внешнего вида.

В качестве финишной обработки изделия могут подвергаться хромированию, кадмированию, гальваническому цинкованию, химическому оксидированию с промасливанием, нанесению полимерного порошкового или лакокрасочного покрытия. По устойчивости покрытия различаются для изделий, эксплуатация которых будет проходить в обычных условиях, и тех, которые будут работать в агрессивных средах.

От особенностей изготовления зависит цена готового изделия, что также следует учитывать при выборе и покупке пружин кручения с нужными характеристиками.