- О компании
- Новости
Плоская спиральная пружина может быть ленточной: первое название описывает форму, второе — заготовку. Поэтому выбирать между ними по одному названию неправильно. Сначала нужно определить, какое движение совершает механизм, где крепится упругий элемент и какую силовую характеристику он должен иметь.
Одна и та же металлическая лента может работать в плоской спирали, в виде изогнутой пластины или в конструкции с вытягиванием ленты из рулона. Эти исполнения решают разные задачи. Для заказа важнее схема работы и контрольные положения, чем внешнее сходство деталей.
Что называют спиральной и ленточной пружиной
У плоской спиральной пружины витки расположены вокруг центра в одной плоскости. При относительном повороте закреплённых концов лента упруго изгибается и создаёт момент. Такую схему используют, когда нужно вернуть поворотный элемент или накопить энергию для последующего движения.
Ленточная пружина — более широкое понятие. Оно объединяет упругие детали из металлической ленты, форма и крепления которых зависят от задачи. Плоская пластинчатая деталь для поджатия и спираль для возврата вала могут быть сделаны из ленты, но требуют разных расчётных схем.
Плоскую спираль не следует смешивать с винтовой пружиной кручения из проволоки. У последней витки образуют цилиндрическое тело, а нагрузку прикладывают через отогнутые концы — плечи. Обе конструкции могут создавать возвратный момент, но это не делает их взаимозаменяемыми.
Конструктивные различия
Начинать сравнение удобно с пути передачи нагрузки. Если один конец спирали связан с валом, а другой закреплён в корпусе, рабочее перемещение задают углом. Для изогнутой пластинчатой пружины чаще задают линейное перемещение точки контакта и силу в этой точке. У специальной рулонной конструкции отдельно описывают вытягивание ленты и условия её возврата.
Исполнение |
Как передаётся нагрузка |
Что задают в первую очередь |
|---|---|---|
Плоская спираль из ленты |
Через относительный поворот концов |
Момент, угол, направление поворота, размеры корпуса и вала |
Плоская или фигурная пружина из ленты |
Через прогиб рабочей части |
Сила, ход, точки опоры и контакта, свободная форма |
Рулонная пружина постоянного усилия |
Через вытягиваемую ленту |
Требуемое усилие на ходе, длина вытягивания, крепления и место рулона |
Таблица описывает принципы работы, а не готовые изделия для замены. Даже у одинаковых по внешним размерам спиралей могут различаться крепления, предварительное натяжение и допустимый поворот. Сравнивать их нужно в установочном положении.
Конструкции из каталога спиральных пружин и пружин из ленты частично пересекаются. Это удобно учитывать при подготовке запроса: приложить эскиз узла и описать движение, а затем согласовать конкретное исполнение.
Момент, усилие и рабочий ход
Момент описывает вращательное действие пружины, сила — действие в заданной точке. Для механизма с рычагом связь между ними зависит от плеча и направления приложения силы. Если в заявке указана только сила на рукоятке, без расстояния до оси и положения рукоятки, данных для выбора спирали недостаточно.
Не менее важно указать начальное состояние. Пружина может быть предварительно заведена при сборке, поэтому начало рабочего хода механизма не обязательно совпадает с её свободным положением. На схеме отмечают монтажный угол, направление дальнейшего поворота и положение, за которое узел выходить не должен.
Для расчёта полезна зависимость нагрузки от перемещения. Это могут быть требуемые моменты в начале и конце поворота либо усилия при нескольких положениях рабочего элемента. Если нужна почти постоянная сила при вытягивании ленты, это отдельное требование: обычная плоская спираль сама по себе его не гарантирует.
При согласовании характеристики учитывают также трение и контакт витков с соседними деталями. Измерение момента отдельной пружины и усилия собранного механизма отвечает на разные вопросы. Условия проверки нужно описать так, чтобы изготовитель и заказчик воспроизводили одно и то же положение узла.
Сценарии применения
Для возврата поворотной детали рассматривают спиральную конструкцию, когда в корпусе есть место под витки и доступны крепления обоих концов. Проверяют весь диапазон движения: спираль должна помещаться не только в исходном положении, но и при рабочем повороте. Контакт с корпусом, валом и соседними витками учитывают в расчёте и испытании.
Для поджатия, упругого контакта или возврата небольшой защёлки может подойти фигурная деталь из ленты. Здесь определяющими становятся длина свободного участка, форма изгибов и расположение опор. Попытка увеличить силу только за счёт толщины способна изменить ход и условия сборки, поэтому геометрию проверяют целиком.
Если рабочий орган совершает длинное прямолинейное перемещение, оценивают специальные конструкции с разматыванием ленты. Требование к постоянству усилия задают отдельно для нужного участка хода. Его нельзя выводить из слов «ленточная» или «возвратная» без описания устройства.
Материал выбирают после описания нагрузки и среды. Важны температура, влага, загрязнение и повторяемость движения. Универсального материала для всех ленточных исполнений нет; состояние заготовки, обработку поверхности и технологию изготовления согласуют вместе с рабочей характеристикой.
Какие параметры передать производителю
В заявке нужно связать геометрию детали с её функцией. Подготовьте следующие сведения:
- Схему механизма с валом, корпусом, креплениями и направлением движения.
- Чертёж или эскиз пружины; при наличии — образец и описание его состояния.
- Габариты доступного пространства, размеры вала и места крепления концов.
- Требуемый момент или силу в обозначенных контрольных положениях.
- Рабочий угол либо линейный ход, предварительный завод и ограничения перемещения.
- Условия среды, характер повторения нагрузки и требования к проверке ресурса.
- Количество изделий, материал и покрытие, если они уже определены конструкторской документацией.
Для ленты отдельно указывают толщину и ширину, для спирали — размеры в свободном и установленном состоянии. Если эти параметры ещё не рассчитаны, лучше передать ограничения узла и требуемую характеристику. Изготовителю нужны исходные требования, а не предположительно подходящие размеры.
Изношенный образец помогает понять форму, но его остаточная деформация может исказить исходную геометрию. Поэтому к образцу добавляют сведения о рабочем движении и причине замены. Копирование внешнего вида без проверки нагрузки не подтверждает пригодность новой детали.
Вывод
Выбирайте конструкцию по движению механизма: поворот, прогиб или вытягивание ленты. Затем задайте нагрузку в контрольных положениях, крепления и доступные габариты. Это позволит согласовать исполнение без путаницы между материалом заготовки и формой пружины.
Для изготовления на заказ передайте чертёж, эскиз или образец через каталог Торсион-Д и приложите схему рабочего движения. Момент, ход и условия установки помогут проверить, подходит ли плоская спираль или нужна другая конструкция из ленты.