Tego, czym jest sprężyna nikomu nie trzeba wyjaśniać. Element ten poznajemy już w zabawkach, a potem towarzyszy nam – w różnych formach – przez całe życie, jako część wszelkiego typu maszyn, pojazdów i urządzeń codziennego użytku. Rzadko jednak zastanawiamy się nad tym, jakie rodzaje sprężyn są obecnie produkowane i jakie zastosowanie znajdują w różnych dziedzinach przemysłu.
- Sprężyny i taśmy sprężynowe – z czego są produkowane?
- Formatki sprężynowe i inne rodzaje sprężyn
Warto więc o nich opowiedzieć. Tym bardziej, że temat sprężyn jest niezwykle obszerny, a przy tym różnorodny. Mnogość przykładów ich użycia i ogromna ilość rodzajów sprężyn sprawia, że jego szczegółowe omówienie byłoby niemożliwe w ramach krótkiego artykułu. Dlatego w tym tekście skupimy się więc na skrótowym opisaniu najważniejszych typów sprężyn oraz tego, z czego są wykonane i w jaki sposób się je wykorzystuje.
Sprężyny i taśmy sprężynowe – z czego są produkowane?
Kluczową cechą, którą powinien posiadać materiał wykorzystywany do produkcji sprężyn oraz taśm sprężynowych jest jak najwyższa granica sprężystości, a więc zdolności do odzyskania poprzedniego kształtu po jego zmianie w wyniku działania sił zewnętrznych. Inną ważną cechą jest odporność na korozję, która może znacznie osłabić materiał. Nie bez znaczenia jest też wytrzymałość mechaniczna, która okazuje się skutkiem odpowiedniej, jednolitej struktury metalu.
Istnieje wiele podziałów materiałów używanych przez producentów sprężyn. Najczęściej jednak klasyfikuje się je według sposobu umocnienia. Wyróżnia się następujące podstawowe typy:
- umacniane poprzez odkształcenie w niskiej temperaturze;
- umacniane w tzw. piecu martenowskim (zachodzi w nim przemiana martenzytyczna);
- umacniane metodą utwardzania wydzielinowego (dyspresyjnego)
- umacniane poprzez utlenianie wewnętrzne
Dobór konkretnego materiału zależy przede wszystkim od rodzaju sprężyny. W przypadku cienkich (maksymalnie 5 milimetrów grubości) modeli z powodzeniem można stosować zwykłą stal węglową. Jeśli jednak blachy i taśmy cięte C75S są grubsze, konieczne jest użycie stopów z domieszkami podnoszącymi jakość stali – na przykład krzem (zwiększa sprężystość) lub wanad, który pozytywnie wpływa na drobnoziarnistość materiału.
Formatki sprężynowe i inne rodzaje sprężyn
Wyróżniamy wiele rodzajów sprężyn. Te wykorzystywane najczęściej to:
- sprężyna śrubowa: najpopularniejszy rodzaj sprężyny, wykonany z drutu o przekroju okrągłym, owalnym lub prostokątnym. Jej nazwa pochodzi od ukształtowania śrubowego. Istnieją dwa typy sprężyn śrubowych: naciskowe oraz naciągowe – te drugie na obu końcach posiadają charakterystyczne uchwyty;
- sprężyna piórowa: do jej wykonania stosuje się blachy sprężynowe, które przycina się i formuje w kształt zbliżony do pióra. Stosowana przede wszystkim w motoryzacji – na przykład jako element zawieszenia. Podobną funkcję mogą pełnić pasy cięte z taśm stalowych;
- sprężyna spiralna: jest wyprodukowana z taśmy sprężynowej, zwiniętej – jak sama nazwa wskazuje – w kształt spirali. Kiedyś była jednym z najczęściej używanych rodzajów sprężyn, dziś jej popularność spadła. Wynika to z faktu, że była wykorzystywana w zegarach mechanicznych, które stopniowo wychodzą z użycia;
- formatka sprężynowa: pod tą nazwą kryje się pakiet sprężyn, najczęściej połączonych specjalną ramą. Jest wykorzystywana w produkcji mebli tapicerowanych (na przykład kanap lub foteli) oraz materaców;
- sprężyna talerzowa: kolejny rodzaj sprężyn produkowanych z blachy sprężynowej. Ma postać stożka z pustym środkiem, ściskanego w kształt dysku. Służy przede wszystkim do amortyzowania przy dużych obciążeniach na niewielkiej powierzchni
