В чем разница между пружинами растяжения и сжатия?

Пружины растяжения и сжатия находятся буквально на противоположных сторонах пружинного спектра. Пружины растяжения используются главным образом для удержания двух компонентов вместе, в то время как пружины сжатия лучше всего подходят для предотвращения встречи компонентов в первую очередь. Оба используют конструкцию катушки для упругости и прочности, но они работают по двум различным принципам упругой потенциальной энергии.

Пружина растяжения обычно изготавливается из проволоки меньшего калибра и наматывается очень плотно. Оба конца могут иметь петли или крючки для крепления. Пружины на детском батуте являются яркими примерами пружин растяжения в действии. Каждая пружина прикреплена к секции холста и металлической опорной раме. Без нагрузки пружины растяжения остаются компактными и не растягиваются. Когда ребенок прыгает на холсте, отдельные пружины получают часть нагрузки, а витки растягиваются.

В этот момент, когда витки растянуты до предела, пружина содержит наибольшую потенциальную энергию. Когда пружины принудительно возвращаются в исходное положение, вся эта энергия высвобождается, и ребенок выбрасывается в воздух. Это основная функция пружины растяжения, позволяющая внешней силе создавать напряжение, но затем использующая потенциальную энергию для сближения компонентов. Наихудший ущерб, который может выдержать пружина растяжения, - это превышение ее естественных пределов. Как только витки пружины растяжения повреждены, она не может вернуться в исходное состояние натяжения. Пружины растяжения обычно имеют кольца или петли на каждом конце, чтобы облегчить соединение с компонентами.

Пружины сжатия предназначены для работы по-разному. Они, как правило, изготавливаются из проволоки большего калибра и не намотаны на плотные катушки. Пружины сжатия могут иметь кольца на каждом конце, которые выдерживают их нагрузки. Детская пого-палка или автомобильный амортизатор являются примерами технологии пружины сжатия. Пружина естественно в состоянии покоя, когда находится в выдвинутом положении. Когда ребенок прыгает на палку пого, пружина внутри игрушки отталкивается вниз. Ребенок может приложить только определенное количество силы к пружине, поэтому он будет содержать только такое же количество потенциальной энергии. Пружина сжатия содержит наибольшую потенциальную энергию, когда она сдвинута вместе. Пружина возвращается в свое естественное положение, высвобождая энергию по пути. Ребенок отводится в воздух от этого откатного действия.

Один меньший пример пружины сжатия называется пружиной Belleville или шайбой Belleville. Шайба на самом деле представляет собой диск с отчетливо изогнутым центром. Когда сила прикладывается к шайбе, она начинает сглаживаться и становиться сильнее. Инженеры часто используют пружины Belleville в различных комбинациях, чтобы дублировать качества других систем пружин. Эти шайбы часто используются, например, когда две части машины необходимо подвесить или защитить от ненужного удара.

Пружины сжатия также можно найти в матрасах и сейсмостойких основаниях. Основная проблема пружин сжатия лица - возможность изгибания под давлением. Если пружина сжатия получает неравномерную нагрузку, катушки могут прогибаться и выходить из строя. По этой причине многие пружины сжатия защищены гибкими, но прочными чехлами, изготовленными из резины, ткани или пластика. Чтобы избежать серьезных отказов, необходимо учитывать общую длину пружины сжатия. Длина пружины сжатия должна контролироваться (если она не направляется), чтобы она не прогибалась и не сгибалась. Пружины сжатия обычно имеют плоские концы, так что они параллельны друг другу, обеспечивая равномерное усилие на протяжении всего хода.

Пружины растяжения и сжатия могут иметь различные применения, но каждая из них демонстрирует полезность потенциальной энергии и множество применений конструкции катушки.