Пружины сжатия. Общая информация

Пружиной сжатия называют особый вид пружин, которые по выполняемому характеру нагрузки принимают на себя продольно-осевое сжатие. Основным видом витков такого изделия является крученый. Наибольшее применение нашли винтовые цилиндрические пружины, сделанные из стальной круглой проволоки. Кроме того, могут изготавливаться из материалов иных профилей - квадратного и прямоугольного.

Форма

По своей форме пружины сжатия подразделяются на:

цилиндрические;
фигурные, в число которых входят призматические;
бочкообразные;
конические, имеющие переменный и постоянный шаг и угол наклона.

Виды

По видам опорных плоскостей, в свою очередь, цилиндрические и конические пружины, которые работают на сжатие, делятся на следующие виды:

имеющие неприжатые крайние витки. Применяются при работе на штоках;
у которых прижаты незашлифованные крайние витки;
у которых прижаты заточенные или зашлифованные крайние витки.

Далее среди конических различаются пружины, имеющие постоянный угол наклона и постоянный шаг. Цилиндрические и конические делятся по направлению их навивки: правой навивкой называют укладку витков по часовой стрелке, соответственно, левой является укладка витков против часовой стрелки.

Производство

Пружины сжатия изготавливаются как по стандартным ГОСТам, так и по индивидуальным чертежам и эскизам. Изделия разнообразной конфигурации могут производиться методом холодной навивки. При этом диаметр проволоки составляет 0,2 - 16 мм. Наружный диаметр - 0,8 – 100 мм. Для пружин, изготавливаемых методом горячей навивки, диаметр прутка составляет 16 до 60 мм. Наружный диаметр - 45 - 400 мм. Смотрите также подробное описание производственного процесса.

Для изготовления используют следующие материалы: сталь нержавеющая 12Х18Н10Т, сталь 60С2А ГОСТ 14963-78, Б-2 ГОСТ 9389-75, 51ХФА ГОСТ 14963-78. В зависимости от индивидуальных пожеланий заказчика изделия могут также изготавливаться из специальных сталей и сплавов. В частности, используются титановые сплавы ВТ16, ТС6, ВТ23, бронзовые сплавы БР-КМЦ3, никелевые сплавы ЭИ828 ХН70МВЮ, ЭИ437Б ХН77ТЮР.

Производство пружин из проволоки круглого сечения регулируется ГОСТ 16118-70. Для них используется проволока круглого сечения ГОСТ 13776-86, ГОСТ 13764-86, ГОСТ 2.401-68. ГОСТ 16118-70 разделяет все пружины сжатия на три группы в зависимости от сил деформаций. Изготавливаются также пружины, не имеющие контролируемых параметров сжатия.

Если диаметр проволоки превышает 0.5 мм, в обязательном порядке проводится шлифовка опорных витков. Если для изготовления пружины используется проволока меньших диаметров, шлифовка необязательна.

В зависимости от геометрических параметров различат следующие виды пружин:

сложной формы;
бочкообразные;
цилиндрические;
конические.

В не нагруженном состоянии витки пружины ни в коем случае не должны соприкасаться друг с другом. Нагрузка вызывает напряжение кручения, которое приводит к сжатию пружины. При необходимости пружины могут проходить дополнительную термообработку. Она предназначена для снятия внутренних напряжений, которые могут впоследствии вызвать преждевременную порчу пружины. Термическая обработка повышает вязкость, упругие свойства, в силу чего обеспечивается надежность работы пружин. Диаметр проволоки - 0,3 - 40 мм. Самыми распространенными являются пружины, изготавливаемые из проволоки круглого сечения, хотя нередко используют и проволоку квадратного либо прямоугольного сечения.

Шлифовка

Необходимо отметить, что в ходе производства пружин шлифовка крайних витков является не столь трудоемким, но более длительным процессом по сравнению с изготовлением самих пружин. Также стоит отметить, что для шлифовки витков используют дорогой расходный материал. Им является точильный камень, разработанный специально для проволоки, из которой делают пружины.

Термообработка

Процесс термообработки очень важен при производстве пружин сжатия. Он нужен для удаления внутренних напряжений из готового изделия и обеспечения стойкости материала. В течение процесса снятия напряжения пружина подвергается изменению температуры, которое происходит последовательно. Таким образом увеличиваются вязкость и упругие свойства изделия, благодаря которому достигается высокое качество и, соответственно, надежная работа пружин.

Нанесение покрытия

Следующим этапом является процесс нанесения покрытия на пружину, который позволяет защитить изделие от коррозии и улучшает ее внешний вид. По устойчивости покрытия пружины сжатия различаются на:

минимальные – такие покрытия делают покрытие устойчивым к внешним условиям;
усредненные – можно опускать изделие под воду;
сильной устойчивости – пружина может работать в агрессивных средах.