Коническая пружина сжатия — это упругий элемент, способный сжиматься вдоль своей оси под воздействием нагрузки.
Отличительной внешней особенностью данного типа пружин является то, что пружина имеет форму усеченного конуса.
Является одним из видов винтовых пружин сжатия из проволоки круглого сечения.
Принцип работы конической пружины сжатия не отличается от принципа работы цилиндрической пружины сжатия. Она накапливает энергию в момент воздействия на нее внешних сил. После завершения воздействия, она восстанавливает свою изначальную геометрию.
Виды конических пружин сжатия:
• коническая с постоянным шагом;
• коническая с переменным шагом.
«ПК Пружинный проект» производит конусные пружины:
• из проволоки круглого сечения, d от 0,2 мм до 50 мм;
• методом как холодной, так и горячей навивки;
• штучно и серийно;
• с соблюдением требований ГОСТ;
Завод «Пружинный проект» производит конические пружины сжатия промышленного назначения.
Конические винтовые пружины отличает от цилиндрических то, что их геометрия позволяет обеспечивать прогрессивную жесткость. Это необходимо, когда вес системы, расположенной на пружинах может меняться, но частота свободных колебаний должна оставаться примерно одинаковой, независимо от веса системы.
Коническая пружина в основании имеет первый крайний виток большего диаметра, виток за витком диаметр уменьшается, и второй крайний виток является меньшим. Учитывая, что диаметр проволоки (d), из которой пружина изготовлена, имеет одинаковую величину, а диаметр пружины уменьшается, происходит изменение жесткости пружины.
Жесткость витков с большим диаметром будет минимальная, тогда как витки с меньшим диаметром будут более жесткими. Соответственно по мере увеличения нагрузки, пружина будет становиться жестче.
Если того требует механизм, в котором пружина работает, конусную пружину можно сконструировать таким образом, чтобы при полном сжатии, витки от малого к большему, собирались в одной плоскости. Но это не обязательная характеристика конусных пружин. Однако, нередко именно поэтому конструкторы выбирают конические пружины. Их применяют при широком диапазоне изменения нагрузки в ограниченных габаритах механизма.
Как и у цилиндрических пружин, крайние витки конусных пружин могут иметь разные варианты формирования:
• поджат, шлифован;
• поджат, не шлифован;
• не поджат, не шлифован.
Опорные витки пружины шлифуются для того, чтобы нагрузка на пружину распределялась правильно. Однако, если в механизме предусмотрено специальное посадочное место с канавками для пружины, крайние витки не шлифуются.
Еще одно преимущество конических пружин заключается в том, что они более устойчивы к боковому изгибу. Если в механизме отсутствует направляющий стержень, с помощью которого пружина фиксируется по внутреннему диаметру, или гильза, в которой пружина зафиксирована по наружному диаметру, то возникает вероятность потери продольной устойчивости. У конусной пружины эта вероятность меньше, чем у цилиндрической.
Конические пружины изготавливаются из пружинной проволоки. Выбор марки стали зависит от нагрузок, которым пружина будет подвергаться, и среде ее эксплуатации.
Все сырье, используемое на нашем производстве сертифицировано. Для увеличения срока службы пружин, на них наносятся защитные покрытия.
Основные геометрические параметры конических пружин, работающих на сжатие:
• диаметр прутка или проволоки (d);
• наружный диаметр пружины минимальный (D1);
• наружный диаметр пружины максимальный (D1);
• высота пружины (H), или длина в свободном состоянии (L 0);
• число витков, полное (n) и рабочее (n1).
Этих параметров достаточно для расчета стоимости изделия. Обязательно уточняется вариант формирования крайних витков, материал, количество штук в партии, и вариант покрытия.
Силовые характеристики конической пружины являются расчетными величинами.
Для снятия параметров необходимо пользоваться штангенциркулем.
Высота конической пружины сжатия (H), или длина в свободном состоянии (L 0) замеряется в свободном состоянии, когда пружина не подвержена нагрузке. Важно иметь ввиду, подвергся ли замеряемый образец усадке в процессе эксплуатации.
Наружный диаметр пружины минимальный (D1), и наружный диаметр пружины максимальный (D1), замеряются по крайним виткам.
При замере диаметра прутка или проволоки (d), имейте в виду, есть ли на пружине защитное покрытие.
Замеряя шаг пружины (t), который представляет собой расстояние от центра до центра витка, важно не перепутать его с межвитковым расстоянием. Его тоже можно замерить, но обязательно важно сообщить, какую величину Вы замерили, иначе может получиться совершенно другая пружина.
Это основные геометрические параметры, необходимые для расчета стоимости пружины. Важно приложить фото пружины, чтобы специалист мог определить вариант формирования опорных витков, и свериться по количеству полных (n).
Конические пружины сжатия используются в механизмах спортивных снарядов, в измерительных инструментах, многих узлах автомобилей, а также во многих других устройствах, в которых требуется увеличение жесткости пружины, при увеличении силы ее сжатия.
Основными сферами, в которых применяются пружины являются:
• производство спортивных снарядов;
• приборостроение и производство электроники;
• производство медицинского оборудования и инструментов;
• транспортное машиностроение, включающее в себя и автомобильную и авиационную и железнодорожную промышленности;
• нефтегазовое и химическое машиностроение;
• станкостроение и инструментальная промышленность;
• производство оборудования легкой и пищевой промышленности.
Можно перечислять и дальше, поскольку в любой отрасли найдутся механизмы, которые в своей конструкции имеют конусные пружины сжатия.
Важно понимать, что разделение по отраслям будет весьма условно, поскольку имеет значение и то, для производства или для ремонта оборудования будут применены пружины.
Главное, учитывать, в какой среде пружина будет эксплуатироваться и каким нагрузкам подвергаться.
