Jaka jest różnica między sprężynami rozciągającymi i ściskającymi?
Sprężyny rozciągające i ściskające znajdują się dosłownie po przeciwnych stronach spektrum sprężyn. Sprężyny rozciągane są używane przede wszystkim do utrzymywania dwóch elementów razem, podczas gdy sprężyny naciskowe najlepiej nadają się do powstrzymania łączenia się elementów. Oba wykorzystują konstrukcję cewki dla elastyczności i wytrzymałości, ale działają w oparciu o dwie różne zasady sprężystej energii potencjalnej.
Sprężyna rozciągana jest zwykle wykonana z drutu o mniejszej średnicy i bardzo mocno uzwojona. Oba końce mogą mieć pętle lub haczyki do celów mocowania. Sprężyny na trampolinie dla dziecka są doskonałym przykładem sprężyn rozciąganych w akcji. Każda sprężyna jest przymocowana do sekcji płótna i metalowej ramy nośnej. Bez obciążenia sprężyny rozciągane pozostają zwarte i nierozciągnięte. Gdy dziecko wskakuje na płótno, poszczególne sprężyny otrzymują części obciążenia, a cewki rozciągają się.
W tym momencie, gdy cewki są rozciągnięte do granic swoich możliwości, sprężyna zawiera najwięcej energii potencjalnej. Kiedy sprężyny wracają siłą do swoich pierwotnych pozycji, cała ta energia zostaje uwolniona, a dziecko wyrzucone w powietrze. Jest to podstawowa funkcja sprężyny rozciągającej, która pozwala sile zewnętrznej wytworzyć napięcie, ale następnie wykorzystuje energię potencjalną do przyciągnięcia elementów z powrotem do siebie. Najgorsze uszkodzenia, jakie może wytrzymać sprężyna rozciągająca, to rozciągnięcie poza jej naturalne granice. Gdy cewki sprężyny rozciągającej zostaną uszkodzone, nie może ona powrócić do pierwotnego stanu napięcia. Sprężyny rozciągane zwykle mają pierścienie lub pętle na każdym końcu, aby ułatwić połączenie z elementami.
Sprężyny naciskowe są zaprojektowane tak, aby działały inaczej. Zazwyczaj są one wykonane z drutu o większej średnicy i nie są nawinięte w ciasne cewki. Sprężyny naciskowe mogą mieć na każdym końcu pierścienie, które utrzymują ich obciążenia. Pogo-kij dziecięcy lub amortyzator samochodowy to przykłady technologii sprężyn naciskowych. Sprężyna naturalnie spoczywa w pozycji wysuniętej. Gdy dziecko skacze na drążku pogo, sprężyna wewnątrz zabawki jest dociskana. Dziecko może przyłożyć do sprężyny tylko pewną siłę, więc będzie ona zawierała tylko podobną ilość energii potencjalnej. Sprężyna naciskowa zawiera największą energię potencjalną, gdy zostanie zaciśnięta razem. Wiosna powraca do swojej naturalnej pozycji, uwalniając swoją energię po drodze. Dziecko jest wyrzucane w powietrze z tego odrzutu.
Jeden mniejszy przykład sprężyny naciskowej nazywa się sprężyną Belleville lub podkładką Belleville. Podkładka jest właściwie dyskiem z wyraźnie zakrzywionym środkiem. Gdy siła zostanie przyłożona do myjki, zaczyna się ona spłaszczać i staje się silniejsza. Inżynierowie często używają sprężyn Belleville w różnych kombinacjach, aby powielić cechy innych systemów sprężyn. Podkładki te są często używane, gdy na przykład dwie części maszyny muszą zostać zawieszone lub zabezpieczone przed niepotrzebnym wstrząsem.
Sprężyny naciskowe można również znaleźć w materacach i fundamentach odpornych na trzęsienia ziemi. Głównym problemem powierzchni sprężyn ściskanych jest możliwość zginania pod naciskiem. Jeśli sprężyna naciskowa otrzyma nierównomierne obciążenie, cewki mogą się wygiąć i ulec awarii. Z tego powodu wiele sprężyn ściskanych jest chronionych elastycznymi, ale mocnymi osłonami bagażnika wykonanymi z gumy, tkaniny lub tworzywa sztucznego. Aby uniknąć poważnych awarii, należy wziąć pod uwagę całkowitą długość sprężyny naciskowej. Długość sprężyny naciskowej musi być kontrolowana (jeśli nie jest prowadzona), aby upewnić się, że nie wygina się ani nie wygina. Sprężyny naciskowe mają zwykle płaskie końce, dzięki czemu są równoległe do siebie, zapewniając równomierne siły w całym skoku.
Sprężyny rozciągane i ściskające mogą mieć różne zastosowania, ale każda z nich pokazuje przydatność energii potencjalnej i wiele zastosowań konstrukcji cewki.