(artykuł reklamowy)
Sprężyny krążkowe i faliste – co to takiego?
Sprężyny krążkowe, inaczej nazywane talerzowymi, są wytłaczane z arkusza metalu i mają kształt ściętego stożka. Najczęściej są wykorzystywane do zastosowań wymagających minimalnego ugięcia sprężyny pod dużym obciążeniem, m.in. zaworów, zatrzasków i przekładni. Sprężyny faliste są wytwarzane z płaskiego drutu, giętego na kształt fali sinusoidalnej. Ich parametry, takie jak rozmiar, liczba zwojów i fal przypadających na zwój, może być dopasowana do specyficznych wymagań danego zastosowania.
Jakie zalety mają sprężyny krążkowe?
Niskougięciowe działanie sprężyn krążkowych pod wysokim obciążeniem sprawia, że znajdują szerokie zastosowanie tam, gdzie konieczne jest zachowanie ściśle przylegających połączeń mechanicznych, a różne czynniki, takie jak rozszerzalność termiczna, wibracje i odkształcenia, wpływają na ich rozluźnienie.
Oczywistą zaletą sprężyn krążkowych jest ich prosty kształt i nieskomplikowany proces wytwarzania, co sprawia, że są relatywnie tanie w produkcji masowej, w standardowych rozmiarach.
Łatwo jest określić ich parametry techniczne, a ich instalacja jest nieskomplikowana. Inżynierowie mogą zastosować pojedynczy krążek albo podwoić obciążenie bez zmiany ugięcia dzięki zastosowaniu równolegle dwóch krążków. Dwie sprężyny krążkowe w serii (jedna powinna być zamontowana odwrotnie), pozwalają podwoić ugięcie pod tym samym obciążeniem. Konstruktorzy często eksperymentują z kombinacjami krążków montowanych równolegle, bądź w seriach, w celu osiągnięcia wymaganego działania i zrównoważenia naprężenia na połączeniach mechanicznych.
Jakie zalety mają sprężyny faliste?
Pakiety sprężyn krążkowych mogą składać się z wielu krążków w różnych kombinacjach, ułożonych równolegle, bądź w przeciwstawnych parach. Każdy krążek więcej w pakiecie niesie za sobą potrzebę spędzenia dłuższego czasu na montażu metodą prób i błędów, a także ryzyko wystąpienia błędów w produkcji. Nawet pakiety krążków wyglądające na identyczne mogą nie zapewnić takiej samej wydajności ze względu na zróżnicowanie na poziomie pojedynczych elementów.
Sprężyny faliste są wytwarzane pod konkretny wymiar, który determinuje ich ugięcie i wydajność pod obciążeniem. Są także zamawiane z konkretną liczbą zwojów i w konfiguracji zapewniającej precyzyjne i powtarzalne działanie. Odpowiednia pojedyncza sprężyna może być zainstalowana od razu, bez potrzeby stosowania wielu sprężyn pod rząd.
Dzięki temu, że sprężyny faliste są zwijane i gięte z płaskiego drutu, nie występują dodatkowe koszty obróbki, czy straty i odpady produkcyjne, nawet gdy wymagany jest specjalny materiał. Dla kontrastu, produkcja niestandardowej sprężyny krążkowej może wymagać dodatkowych kosztów wytworzenia matrycy i narzędzi, jak też kosztów związanych ze stratami materiału przy procesie wytłaczania.
Kiedy specyfika zastosowania wymaga małego ugięcia przy dużym obciążeniu, można zastosować sprężynę falistą o ściśle przylegających do siebie, równoległych zwojach, tzw. nested wave spring. W takiej sprężynie, składającej się z dwóch lub więcej warstw pofalowanego drutu, nakładających się jedna na drugą, można efektywnie zwiększać grubość zastosowanego drutu, by otrzymać możliwość większego obciążenia.
Do zastosowań wymagających dużego ugięcia, można zastosować sprężynę falistą typu crest-to-crest. W konfiguracji takiej sprężyny grzbiety i doliny sąsiednich zwojów falistego drutu przylegają do siebie. Każdy zwój dodany do takiej sprężyny pozwala na obniżenie współczynnika sprężystości i zwiększenie ugięcia.
Tam, gdzie wymagane jest duże obciążenie i duże ugięcie, można zastosować splecioną sprężynę crest-to-crest. W tej konfiguracji dwie identyczne sprężyny crest-to-crest zostają bliźniaczo splecione, w ten sposób, że grubość każdego zwoju jest zdwojona, w celu uzyskania możliwie dużego udźwigu przy zachowaniu całkowitego ugięcia.
Inną alternatywą dla sprężyny talerzowej jest sprężyna Wavo. Wavo to sprężyny faliste o pojedynczym zwoju, wytwarzane z giętego, okrągłego drutu. Konfiguracja okrągłego drutu umożliwia przyjęcie większego obciążenia, ale może też zmieścić się w węższej przestrzeni niż sprężyna krążkowa.
Co powinno się wziąć pod uwagę przy wyborze sprężyny falistej?
Wymagana średnica danej części to zasadniczo pierwszy parametr, któremu należy się przyjrzeć wybierając sprężynę falistą. To obejmuje także wymiary otworu i/lub wału, pomiędzy którymi sprężyna będzie operować. Następnie należy określić wysokość sprężyny po ugięciu i jej obciążenie, a także kwestie dotyczące wysokości wyprostowanej części. Na koniec, w sytuacji, gdy sprężyna ma być w ruchu, można będzie wziąć pod uwagę cykl pracy sprężyny, obejmujący wysokości, między którymi sprężyna będzie się przemieszczać w cyklu pracy i planowaną liczbę cykli.
W oparciu o tę specyfikację, producent sprężyny może określić najbardziej ekonomiczne rozwiązanie. Inżynierowie od sprężyn wezmą pod uwagę szerokość i grubość drutu, liczbę fal na każdym zwoju i liczbę zwojów, by zoptymalizować konstrukcję.
Czy są inne opcje sprężyny falistej, wymagające określenia?
Środowisko, w którym ma być użyta sprężyna, może wymagać uwagi. Skrajnie niskie lub wysokie temperatury, duża amplituda temperatur, wysoka wilgotność czy wystawienie na wilgoć i inne materiały korozyjne, mogą wpłynąć na wybór materiału na sprężynę. Producenci sprężyn dysponują szerokim zakresem materiałów drutu do wyboru, w tym stalą węglową, nierdzewną, INCONEL, ELGILOY®, brązem berylowym i wieloma innymi.
Inna opcja do rozważenia, to kwestia czy dana część będzie wymagała podkładki. W części z podkładką, aktywne zwoje sprężyny kończą się z przejściem w płaski (pasywny) zwój. W niektórych przypadkach to redukuje kwestie związane ze zużyciem czy obciążeniem, w porównaniu ze zwykłymi zakończeniami, bez podkładki.
Jak wybrać właściwą konfigurację?
Każda z wspomnianych opcji konfiguracyjnych dałaby Państwu najprawdopodobniej dokładnie taką sprężynę, jakiej Państwo potrzebują do zastosowania w powtarzalnym produkcie. Jednakże, zróżnicowanie kombinacji i ich ilość mogą okazać się przytłaczające. Aby uzyskać pomoc, proszę rozważyć kontakt z firmą Smalley – za pomocą strony internetowej, telefoniczny lub mailowy. Nasi doświadczeni inżynierowie mogą pomóc zamienić Państwa wymagania na gotową sprężynę o odpowiednich właściwościach i powtarzalnej precyzji w działaniu.
Darmowe próbki:
tel: +33 130 131 575
smalley.com/samples
