Пружина


Пружина
Витая цилиндрическая пружина растяжения

Пружина — упругий элемент, предназначенный для накапливания и поглощения механической энергии. Пружина может быть изготовлена из любого материала, имеющего достаточно высокие прочностные и упругие свойства (сталь, пластмасса, дерево, фанера, даже картон).


Стальные пружины общего назначения изготавливают из высокоуглеродистых сталей (У9А-У12А, 65, 70), легированных марганцем, кремнием, ванадием (65Г, 60С2А, 65С2ВА). Для пружин, работающих в агрессивных средах, применяют нержавеющую сталь (12Х18Н10Т), бериллиевую бронзу (БрБ-2), кремнемарганцевую бронзу (БрКМц3-1), оловянноцинковую бронзу (БрОЦ-4-3).
Небольшие пружины можно навивать из готовой проволоки, в то время как мощные изготавливаются из отожжённой стали и закаляются уже после формовки.

Содержание

Виды пружин

Витая цилиндрическая пружина сжатия

По виду воспринимаемой нагрузки:

  • пружины сжатия;
  • пружины растяжения;
  • пружины кручения;
  • пружины изгиба.

Пружины растяжения — рассчитаны на увеличение длины под нагрузкой. В ненагруженном состоянии обычно имеют сомкнувшиеся витки. На концах для закрепления пружины на конструкции имеются крючки или кольца.

Пружины сжатия — рассчитаны на уменьшение длины под нагрузкой. Витки таких пружин без нагрузки не касаются друг друга. Концевые витки поджимают к соседним и торцы пружины шлифуют. Длинные пружины сжатия, во избежание потери устойчивости, ставят на оправки или стаканы.

Также пружина Бурдона — трубчатая пружина в манометрах для измерения давления, играющая роль чувствительного элемента.

Витки пружин растяжения-сжатия под действием постоянной по величине силы испытывают напряжения двух видов: изгиба и кручения.

Пружины кручения — могут быть двух видов:


По конструкции:

Характеристики пружин

Для витых цилиндрических и конических:

  • количество витков
  • шаг витка
  • диаметр проволоки
  • предельно воспринимаемая нагрузка

также усталостные характеристики.

Теория

С точки зрения классической физики, пружину можно рассматривать как устройство, накапливающее потенциальную энергию путём изменения расстояния между атомами эластичного материала.

В теории упругости законом Гука установлено, что растяжение эластичного стержня пропорционально приложенной к нему силе, направленной вдоль его оси. В реальности этот закон выполняется не точно, а только при малых растяжениях и сжатиях. Если напряжение превышает определённый предел (предел текучести) в материале наступают необратимые нарушения его структуры, и деталь разрушается или получает необратимую деформацию. Следует отметить, что многие реальные материалы не имеют чётко обозначенного предела текучести, и закон Гука к ним неприменим. В таком случае, для материала устанавливается условный предел текучести.

Витые металлические пружины преобразуют деформацию сжатия/растяжения пружины в деформацию кручения материала из которого она изготовлена, и наоборот, деформацию кручения пружины в деформацию растяжения и изгиба металла, многократно усиливая коэффициент упругости за счёт увеличения длины проволоки противостоящей внешнему воздействию.

Коэффициент жёсткости

Витая цилиндрическая пружина сжатия или растяжения, намотанная из цилиндрической проволоки и упруго деформируемая вдоль оси, имеет коэффициент жёсткости

k = \frac{G \cdot d_\mathrm{D}^4}{8 \cdot d_\mathrm{F}^3 \cdot n},

где

dD — диаметр проволоки;
dF — диаметр намотки (измеряемый от оси проволоки);
n — число витков;
Gмодуль сдвига (для обычной стали G ≈ 80 ГПа, для меди ~ 45 ГПа).

См. также

Логотип Викисловаря
В Викисловаре есть статья «пружина»



Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

Смотреть что такое "Пружина" в других словарях:

  • ПРУЖИНА — Процессы формирования отвлеченных значений у слов, которые вместе с тем служат обозначениями конкретно бытовых предметов, недостаточно изучены. Они различны в разные периоды развития языка. Самые принципы аналогических соответствий,… …   История слов

  • пружина — См. способ... Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. пружина причина, способ; рессора; пендельфедер, спираль, двигатель, рычаг, движущая сила, пружинка …   Словарь синонимов

  • ПРУЖИНА — ПРУЖИНА, пружины, жен. 1. Согнутая спиралью (или иной формы) стальная полоса, вследствие своей эластичности и упругости легко принимающая прежний вид после растягивания или сжимания и используемая как источник механической сил, как приспособление …   Толковый словарь Ушакова

  • ПРУЖИНА — ПРУЖИНА, ы, жен. 1. Упругая узкая металлическая пластина или нить, согнутая преимущ. спиралью. Витая (винтовая) п. Кольцевая п. Часовая п. Пружина матраца. Как на пружинах (об энергичных, пружинистых движениях; разг.). 2. перен. Движущая сила в… …   Толковый словарь Ожегова

  • ПРУЖИНА — деталь машины или механизма для поглощения, накопления и отдачи накопленной механической энергии при упругом деформировании, после чего пружина восстанавливает свою первоначальную форму. П. изготавливают из специальной пружинной стали с высокими… …   Большая политехническая энциклопедия

  • ПРУЖИНА — деталь машины или механизма для поглощения, накопления и отдачи механической энергии при своем деформировании. Различают пружины изгиба, кручения, растяжения (сжатия); бывают цилиндрические, конические, тарельчатые, кольцевые, пластинчатые и др …   Большой Энциклопедический словарь

  • ПРУЖИНА — ПРУЖИНА, механическое приспособление, представляющее собою свернутую спиралью проволоку или стержень из упругого материала (преимущественно металла), которое можно сжимать, растягивать или сгибать. Пружины используются для накопления или… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • Пружина — (иноск.) дѣйствующая сила (основная причина явленія). Ср. Въ преобразованіи нашихъ судовъ... Зарудный и былъ главной дѣйствующей пружиной, и маховымъ колесомъ... А. Ф. Кони. Памяти С. И. Заруднаго (въ год. собраніи Юрид. Общ. 1899 г.) Ср. Она… …   Большой толково-фразеологический словарь Михельсона (оригинальная орфография)

  • ПРУЖИНА — упругая деталь, получаемая путем навивания проволоки, прутка или полосы на специальном станке и служащая для смягчения толчков и ударов или в качестве самостоятельной детали для осуществления нагрузки, увеличивающейся с увеличением прогиба П.… …   Технический железнодорожный словарь

  • пружина — Упругая пластина или устройство для фиксации положения стрелы (болта) перед метанием из арбалета. [ГОСТ Р 51549 2000] Тематики оружие холодное …   Справочник технического переводчика


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.