Pružiny z nerezové oceli jsou klíčové komponenty v přesných strojích a "Torzní tažná pružina" představuje jedinečný design v této rodině. Abychom ocenili její hodnotu, je nezbytné ji porovnat s konvenčními „Prodlužovací pružinou“ a „Torzní pružinou“.
1. Rozdíl mezi jádry: Režim načítání a provozní princip
1.1 Prodlužovací pružina
- Provozní režim: Typická je tažná pružina axiálně zatížené komponenta. Funguje tak, že vydrží tažná síla a prodlužující se ve svém axiálním směru.
- Stresový stav: Hlavní tělo pružiny (cívky) je vystaveno tahové napětí , vyplývající z materiálu smykové napětí .
- Skladování energie: Uchovává energii ve formě smykové napětí energy .
- Vlastnosti: Cívky jsou obvykle pevně navinuté, což vede ke vzniku kritického parametru – Počáteční napětí – který ukládá energii před působením vnější síly.
1.2 Torzní pružina
- Provozní režim: Typická je zkrutná pružina radiálně/obvodově zatížené komponenta. Funguje tak, že vydrží a Točivý moment a rotuje kolem své středové osy.
- Stresový stav: Hlavní tělo pružiny (cívky) je vystaveno ohybové napětí ne smykové nebo tahové napětí.
- Skladování energie: Uchovává energii ve formě ohybová deformační energie .
- Vlastnosti: Typicky vybaven rameny nebo tvarovanými konci pro přenos točivého momentu. Výkon je definován Torzní tuhost ($k_t$) .
1.3 Torzní tažná pružina z nerezové oceli
- Provozní režim: Torzní tažná pružina je složený komponent, který má dvojí funkci. Může vydržet současně nebo samostatně axiální tažná síla a radiální točivý moment .
- Stresový stav: Cívky jsou současně vystaveny smykové napětí (napětí) a ohybové napětí (torze).
- Skladování energie: Možnost uložení obojího smykové napětí energy a ohybová deformační energie .
- Profesionální výhoda: Tento jedinečný design umožňuje dosáhnout dvě funkce v rámci jediné součásti, což výrazně zjednodušuje mechanickou konstrukci a montáž.
2. Profesionální rozdíl v designu a výkonnostních parametrech
2.1 Rozdíly ve výpočtu tuhosti
| Typ pružiny | Parametr tuhosti klíče | Definice tuhosti |
| Prodlužovací pružina | Extenzní tuhost | Síla požadovaná na jednotku prodloužení (N/mm) |
| Torzní pružina | Torzní tuhost | Točivý moment required per unit of rotational angle (N·mm/deg) |
| Torsion Tension Spring | Dvojitá tuhost | Má charakteristiky tuhosti v tahu i v torzi |
U torzní tažné pružiny musí konstruktér nezávisle vypočítat a vyvážit dvě hodnoty tuhosti, aby byly splněny požadavky složeného pohybu, například u přesných spojovacích mechanismů.
2.2 Koncentrace stresu a únava života
- Prodlužovací pružina: Koncentrace napětí se primárně vyskytuje v bodě spojení háček/smyčka, což je běžné místo pro únavové selhání.
- Torzní pružina: Koncentrace napětí se objevuje v oblasti přechodu mezi koncovým ramenem a hlavními cívkami.
- Torzní tažná pružina: Vzhledem ke složenému zatížení, jeho Stresová analýza je nejsložitější . Čelí superponovanému namáhání v tahu a kroucení, což vyžaduje vysoce pevnou nerezovou ocel a pokročilé procesy odlehčení pnutí.
3. Materiál z nerezové oceli a komplexní aplikace
3.1 Ovladače pro výběr materiálu
- Korozivní prostředí: Nerezová ocel (např. AISI 304, 316) poskytuje vynikající vlastnosti odolnost proti korozi , nezbytné pro lékařská, námořní a potravinářská zařízení.
- Teplotní stabilita: Udržuje vysokou pevnost a modul pružnosti při zvýšených teplotách a zajišťuje stabilní výkon.
- Nemagnetické požadavky: Specifické třídy nerezové oceli (austenitické) vykazují nízké nebo nemagnetické vlastnosti, vhodné pro citlivá elektronická zařízení.
3.2 Hodnota složené aplikace
Torzní tažná pružina z nerezové oceli je nepostradatelná v oblastech vyžadujících vysokou integraci a funkční všestrannost:
- Přesná robotická ramena a chapadla: Současně poskytuje tahovou sílu pro uchopení a krouticí moment pro úhlový pohyb.
- Závěsné mechanismy: Systémy, které vyžadují jak vratnou tažnou sílu, tak úhlový polohovací moment.
- Ventily a tlumicí systémy: Poskytuje jak těsnící sílu v tahu, tak torzní hnací sílu pro resetování součástí.
