Механизмы: Пружина

Большинство людей, вероятно, не думают о пружинах до тех пор, пока одна из них не перекрутится или не сломается, но большинство пружин в мире имеют решающее значение. Те, у которых нет имени Слинки.

Мы все используем и сталкиваемся с десятками различных типов пружин каждый день, даже не осознавая этого. Загляните в мир пружин, и вы найдете сотни вариаций на тему отскока. Принцип пружины настолько прост, что ее можно расширить практически до любой формы и размера, которые можно себе представить и обработать. Поскольку пружина как механизм может принимать множество форм, она имеет тысячи применений. Загляните под машину, разберите выдвижную ручку, откройте степлер, дверцу духовки или английскую булавку, и вы найдете одну или две пружины.

С технической точки зрения пружина — это упругий объект, который накапливает механическую энергию и высвобождает ее при сжатии, растяжении или скручивании. Самая старая форма пружины, известная человеку, - это, вероятно, лук для стрельбы из лука, за которым следуют плоские пружины пинцетов бронзового века. В древнеримских экипажах использовалась рессорная подвеска для более плавного движения по каменистым дорогам.

Витые пружины, которые сейчас являются наиболее распространенными и узнаваемыми, впервые были использованы в 15 веке в замках и часах. В 1800-х годах они начали появляться в кроватях и мебели. К 1980-м годам они регулярно ломались внутри клавиатур IBM.

Пружины можно классифицировать по форме, составу и назначению. Большинство пружин либо спиральные, либо плоские, но существует множество нестандартных пружин различной формы. Основное использование пружин включает в себя возврат чего-либо в исходное положение, например сетчатой ​​двери; измерение силы, как весы; и сохранение энергии для последующего использования, например, в механических часах или заводной игрушке.

Пружины чаще всего изготавливаются из металла или пластика; выбор зависит от предполагаемого применения и окружающей среды. Большинство из них изготовлено из пружинной стали, которая представляет собой холоднотянутый сплав углеродистой стали. Пружины, изготовленные из медных сплавов, таких как фосфористая бронза и бериллиевая медь, обеспечивают высокую электро- и теплопроводность. Пластиковые пружины могут показаться непрактичными, но они весьма полезны в чувствительных устройствах, таких как пищевая промышленность и рентгеновское оборудование, где требуются неметаллические механизмы, изготовленные из инертных материалов.

Независимо от состава, хорошая пружина — это та, которая может снова и снова возвращаться в равновесие без какого-либо длительного пространственного повреждения. Хорошо спроектированная пружина должна работать долгое время, и, вероятно, именно поэтому многие из них остаются незамеченными и не учитываются, пока они не сломаются.

Попросите кого-нибудь нарисовать пружину, и он, вероятно, нарисует пружину сжатия. При сжатии или сжатии они становятся короче. Они, пожалуй, самые распространенные и встречаются во всем: от выдвижных ручек до дозаторов мыла, поршней для пинбола и автомобильных подвесок.

Slinky — это предварительно сжатая винтовая пружина, свойства которой были изменены, чтобы заставить ее спускаться по лестнице как можно более гибко. Вытащите батарейки из чего-нибудь, и вы, вероятно, обнаружите конические пружинные клеммы сжатия, которые сжимаются более ровно для экономии места.

Пружины растяжения являются вторыми по распространенности. Когда их растягивают или тянут, они становятся длиннее. Это пружины, которые закрывают дверцу-сетку и дают отскок вашему батуту. Они сделаны почти так же, как пружины сжатия. Основное отличие состоит в том, что пружины растяжения имеют на концах крючки или ушки для крепления к грузу или грузам, которые их растягивают. Эти уши изготавливаются путем изгиба одной или нескольких концевых витков, обычно перпендикулярно ориентации остальных витков.

Другое отличие — это пространство между катушками. Пружина сжатия предназначена для сжатия, поэтому витки расположены достаточно широко, чтобы обеспечить пространство для сжатия. Пружина растяжения растягивается, поэтому витки соприкасаются в нерастянутом положении.

Торсионные пружины напоминают пружины сжатия, но активируются по-другому. В то время как струны сжатия испытывают напряжение при кручении или за счет скручивания упругого материала, торсионные пружины испытывают напряжение при изгибе. Их можно найти в прищепках, всплывающей электронике и многих других вещах с челюстями.