스프링이란?- 정의, 유형 | 기계식 스프링

스프링이란? (기계식 스프링)

스프링은 기계적 에너지를 저장하는 탄성 물체입니다. 스프링은 일반적으로 스프링 강으로 만들어집니다. 많은 스프링 디자인이 있습니다. 일상적인 사용에서 이 용어는 종종 코일 스프링을 나타냅니다.

같거나 더 큰 힘이 가해졌을 때 압축, 확장, 회전, 미끄러짐, 당기기 및 힘을 가하는 스프링 메커니즘에서 기능하는 금속 와이어 스프링. 스프링 메커니즘은 다양한 방식으로 압력, 회전력 또는 인장력을 발휘할 수 있습니다.

강성 가변성 기능이 없는 기존 스프링이 정지 위치에서 압축되거나 늘어날 때 길이 변화에 대략 비례하는 반대 힘을 가합니다.

스프링은 다양한 탄성 재료로 만들어지며 가장 일반적인 것은 스프링 강입니다. 작은 스프링은 미리 경화된 스톡으로 감을 수 있고, 큰 스프링은 풀린 강철로 만들고 제작 후 경화합니다.

내식성이 요구되는 부품에는 인청동과 티타늄을, 전류가 흐르는 스프링에는 베릴륨동(전기 저항이 낮기 때문에)을 비롯한 일부 비철금속도 사용됩니다.

 

스프링의 기능

▷ 차내 스프링, 철도 완충재 등으로 충격이나 진동을 흡수합니다.
▷ 스프링 저울에서 힘을 측정합니다.
▷ 브레이크와 클러치에 힘을 가하여 차량을 정지시키십시오.
▷ 스프링은 또한 시계, 장난감 등과 같이 에너지를 저장하는 데 사용됩니다.
▷ 스프링은 두 요소 간의 접촉을 유지하여 캠과 팔로워의 동작을 제어할 수 있습니다.

 

스프링의 종류

가장 일반적인 스프링 유형은 다음과 같습니다.

압축 스프링, 연장 스프링, 토션 스프링, 일정한 힘 스프링, 벨빌 스프링스, 견인봉 스프링, 볼류트 스프링스, 가터 스프링스, 플랫 스프링, 가스 스프링, 에어 스프링

 

 

1. 압축 스프링
압축 스프링은 축 방향으로 가해지는 압축력에 대한 저항을 제공하는 개방형 코일 나선형 스프링입니다. 원추형, 오목형(배럴), 볼록형(모래시계) 또는 이들의 다양한 조합과 같은 다른 필요한 형태로 감길 수 있지만 일반적으로 일정한 직경으로 감겨 있습니다.
압축 스프링은 응용 분야에 따라 힘에 저항하거나 에너지를 저장하는 데 사용됩니다.

2. 연장 스프링
인장 스프링은 에너지를 흡수 및 저장하고 당기는 힘에 대한 저항을 생성합니다. 이 스프링은 일반적으로 양쪽 끝이 다른 구성 요소에 부착되어 있으며 이러한 구성 요소가 떨어져 있을 때 스프링이 다시 결합하려고 합니다. 스프링이 감겨 있는 정도를 결정하는 것은 초기 장력입니다.
이 초기 장력은 특정 응용 프로그램의 부하 요구 사항을 달성하기 위해 조작할 수 있습니다. 디자인에는 일반적으로 반대쪽 구성 요소에 부착되는 끝 부분에 후크, 눈 또는 기타 인터페이스 형상이 있습니다. 작동 위치에서 확장되는 구성 요소에 반환력을 제공하는 데 자주 사용됩니다.

3. 토션 스프링
비틀림 스프링은 토크 또는 회전력을 가하는 나선형 스프링입니다. 토션스프링의 끝단은 다른 부품에 부착되어 있는데, 이러한 부품이 스프링의 중심을 중심으로 회전하면 스프링이 이를 원래 위치로 되돌리려고 합니다.
이름이 다른 의미를 나타내더라도 비틀림 스프링은 비틀림 응력보다 굽힘 응력을 받습니다. 그들은 각도 에너지를 저장 및 방출하거나 신체 중심선 축을 중심으로 다리를 편향시켜 메커니즘을 제자리에 정적으로 유지할 수 있습니다.
이러한 유형의 스프링은 일반적으로 닫힌 권선이지만 코일 사이의 마찰을 줄이기 위해 피치를 가질 수 있습니다. 비틀림이나 회전으로 가해지는 힘에 대한 저항력을 제공합니다. 응용 분야에 따라 토션 스프링은 시계 방향 또는 반시계 방향 회전으로 작동하도록 설계되어 바람의 방향을 결정할 수 있습니다.

4. 일정한 힘 스프링
일정한 힘 스프링의 확장 유형은 가장 기본적이면서도 가장 다용도인 일정한 힘 스프링 유형을 나타냅니다. 자체 또는 드럼 주위에 거의 일정한 반경의 코일로 형성된 스프링 재료의 사전 응력을 받는 평평한 스트립입니다.
스트립이 확장(편향)될 때 고유 응력은 일반적인 확장 스프링과 동일하지만 거의 일정한(0) 비율로 하중에 저항합니다. 스프링의 바깥쪽 끝이 다른 스풀에 부착되어 원래 감긴 방향과 반대 방향 또는 같은 방향으로 감으면 일정한 토크가 얻어집니다.
스프링의 전체 정격 하중은 직경의 1.25배에 해당하는 길이로 편향된 후에 도달합니다. 이후에는 연장 길이에 관계없이 비교적 일정한 힘을 유지합니다. 하중은 기본적으로 재료의 두께와 폭, 코일의 지름에 의해 결정됩니다.

5. 벨빌 스프링스
Belleville 스프링 또는 와셔는 약간 테이퍼진 디스크와 비슷하며 이러한 이유로 디스크 스프링이라고도 합니다. 프리텐셔닝 목적으로 볼트와 같은 패스너와 함께 사용됩니다. 일반적으로 볼트는 Belleville 스프링에 삽입된 다음 기판에 부착됩니다.
Belleville 스프링은 17-7 PH 스테인리스강, 301 스테인리스강, 베릴륨 구리, H13, 인청동, ZC 도금 및 ZY 도금을 포함한 다양한 재료 옵션으로 제공됩니다.

6. 견인봉 스프링
견인봉 스프링은 잠재적인 과부하 상황에서 사용하기에 탁월하며 파손 시 고정 하중을 계속 전달하는 내장형 안전 기능을 제공합니다. 드로바 스프링에서 하중은 스프링의 중심을 통과하고 반대쪽 끝 주위에 후크되어 있는 긴 강철 루프의 끝에 적용되어 하중이 가해질 때 스프링을 압축합니다. 드로바 스프링의 일반적인 용도는 베란다 스윙을 지지할 때 사용됩니다.

 

7. 볼류트 스프링스
볼류트 스프링은 원뿔 형태의 압축 스프링입니다(고전적인 볼류트와 비슷함). 압축 상태에서 코일은 서로 미끄러지므로 기존의 나선형 스프링으로 가능한 것과 비교하여 스프링을 매우 짧은 길이로 압축할 수 있습니다.
초기 스프링 강(또는 기타 재료)의 모양은 "V"이며, V의 끝이 감기 스프링의 양쪽 끝에 있고(이는 중심에서 더 넓은 직경의 왜곡된 실린더를 형성함) 바닥 점이 중앙에 있는 V.
이러한 스프링은 정원 절단기의 구성 요소로 자주 찾을 수 있습니다. 손잡이의 양쪽에 고정되고 스프링의 좁은 끝 부분에 삽입된 짧은 기둥은 스프링을 제자리에 유지합니다.

8. 가터 스프링스
가터스프링은 양쪽 끝을 연결하여 원형을 만드는 코일형 강철 스프링으로 오일 씰, 샤프트 씰, 벨트 구동 모터 및 전기 커넥터에 사용됩니다. 압축 가터 스프링은 바깥쪽으로 방사형 힘을 가하는 반면 확장 가터 스프링은 안쪽으로 방사형 힘을 가합니다.
제조 공정은 끝 부분을 함께 결합하는 것을 추가한 일반 코일 스프링의 생성과 크게 다르지 않습니다. 대부분의 다른 스프링과 마찬가지로 가터 스프링은 일반적으로 탄소강 또는 스테인리스강 와이어로 제조됩니다.

9. 플랫 스프링
평 스프링은 외부 하중에 의해 변형될 때 에너지를 저장 및 방출하는 평평한 재료 스트립입니다. 이러한 유형의 스프링은 작거나 제한된 공간 내에서 처짐을 제어하여 스프링 역할을 하는 작고 스탬핑된 금속 구성요소입니다.
플랫 스프링은 모양으로 구부러진 스트립 스톡으로 만들어집니다. 스프링 재료는 응용 분야에 따라 고탄소강에서 구리 합금, 티타늄, 고온 합금에 이르기까지 다양합니다.

10. 가스 스프링
가스 스프링은 탄성 변형에 의존하는 일반적인 기계적 스프링과 달리 슬라이딩 피스톤으로 밀봉된 밀폐된 실린더 내에 포함된 압축 가스를 사용하여 위치 에너지를 공압적으로 저장하고 방향과 평행하게 가해지는 외력을 견디는 스프링의 일종입니다. 피스톤 샤프트.
일반적인 응용 분야에는 자동차(열린 상태에서 해치백 테일게이트의 무게를 지지하는 스트럿 설계에 통합됨) 및 사무용 의자가 포함됩니다. 또한 가구, 의료 및 항공우주 분야에도 사용됩니다.
훨씬 더 큰 가스 ​​스프링은 종종 2500N에서 400,000N(40톤) 범위의 힘을 발휘해야 하는 산업 제조(프레스 툴링 산업)에 사용되는 기계에서 발견됩니다.

11. 에어 스프링
공기 스프링은 다양한 모양과 크기의 공기 압축 벨로우즈 또는 블래더 유형 장치이며 작동, 충격 흡수 및 진동 차단을 제공하는 데 사용됩니다. 주요 사양에는 의도한 용도, 유형, 스타일, 물리적 치수, 장착 유형 및 기능이 포함됩니다.
에어 스프링은 충격 흡수를 위한 차량 서스펜션과 같은 기계 응용 분야와 진동 차단을 위한 기계 마운트로 주로 사용됩니다. 부하 요구 사항 및 응용 분야에 따라 다양한 유형과 크기로 제공됩니다.
다른 용도로는 들어 올리기, 압축하기, 기울이기 등이 있습니다. 진동 차단에 사용되는 에어 스프링은 에어 쿠션이라고도 합니다.

 

스프링의 장점

▷ 자동차의 급격한 진동은 사람에게 영향을 주어 구토를 유발할 수 있기 때문에 진동을 피하기 위해 주로 스프링을 사용합니다.
▷ 기계의 진동을 피하기 위해.
▷ 클러치와 브레이크에 힘을 가하고 동작을 제어하기 위해
▷ 시계나 장난감처럼 에너지를 저장하는데 도움을 줍니다.
▷ 높은 내구성을 가지고 있습니다.
▷ 스프링에는 내부에 저장된 에너지의 능력이 있습니다.
▷ 설계가 쉽고 생산 비용이 저렴합니다.
▷ Spring은 유지보수가 필요 없는 장치입니다.

스프링의 단점

▷ 스프링의 편향이 어떤 임계값을 초과하면 스프링이 구부러질 것입니다.
▷ 스프링 교체가 어렵습니다.
▷ 스프링이 손상되어 수리가 어렵습니다.