Sprężyny – jak działają i czym się różnią?

Sprężyna jest wynalazkiem towarzyszącym człowiekowi od tysięcy lat. Pomimo swojej prostoty znajduje zastosowanie w dziesiątkach dziedzin – usprawnia działanie mechanizmów i poprawia komfort korzystania z różnych przedmiotów. Ten podstawowy element może mieć wiele różnych odmian.

Typowe cechy i budowa sprężyn

Kiedy mówimy o sprężynie, nie musimy jej definiować. Jest to detal bardzo dobrze znany i rozpoznawalny nawet przez małe dzieci. Tradycyjna nazwa sprężyny wiąże się ze specyficznym zjawiskiem, jakim jest sprężynowanie, czyli ściskanie, odbijanie i powracanie obiektu do swojej pierwotnej pozycji. Ta ostatnia umiejętność to główny wyróżnik sprężyn, chociaż mają one również tendencję do zmiany swojej długości i trwałego rozciągania. Trwałość i wytrzymałość sprężyn uzależniona jest przede wszystkim od rodzaju materiału, z jakiego je wykonano. Niektóre stopy metali są mniej podatne na zmiany, zachowują tzw. pamięć kształtu. To materiały drogie i wykorzystywane do produkcji sprężyn tylko wówczas, gdy w gotowym urządzeniu konieczne jest zachowanie takiej niezmienności. Pomimo systematycznego odkształcania produkty te wciąż utrzymują swoje właściwości sprężynujące, jednak zmniejszają się one wraz z poziomem odkształcenia.

Aby zapobiec odkształcaniu sprężyn, producenci do ich wytwarzania wykorzystują specjalne odmiany stali. Wyróżniają się one dużym zakresem odkształceń sprężystych. Stal użyta do produkcji powinna też posiadać dobre właściwości plastyczne i wysoką wytrzymałość na zmęczenie. Zwłaszcza ta ostatnia cecha jest bardzo ważna, gdy weźmiemy pod uwagę fakt, że sprężyna pozostaje niemal w ciągłym stanie pracy, zmieniając swoje położenie. Materiał mało odporny na zmęczenie szybko utraciłby spójność i pękł.

Rodzaje sprężyn i przykłady zastosowania

Liczba odmian sprężyn stosowanych w praktyce jest bardzo wysoka. Pozwala to na ich zastosowanie w wielu dziedzinach produkcji. Wytwórcy tacy jak B. Wasylczuk, M. Tomalik. Zakład produkcji sprężyn zazwyczaj specjalizują się w produkcji kilku typów sprężyn. Ich asortyment przeznaczony jest więc dla bardzo określonych branż. W ofercie wspomnianej firmy znajdują się trzy typy sprężyn: naciągowe, naciskowe i skrętne. Różnica pomiędzy nimi jest taka, że stosuje się je w urządzeniach lub konstrukcjach, w których poddawane są działaniu odmiennych sił.

Przykładowo sprężyny naciągowe wyposażone są w specjalne uchwyty na końcach, które umożliwiają zaczepienie na nich innego elementu – łańcucha, detalu konstrukcyjnego czy haka. Sprężyna sprawia, że połączone nią elementy pozostają w spójnym układzie. Takie rozwiązania stosuje się wszędzie tam, gdzie konieczne jest utrzymanie dwóch części w stałym położeniu wobec siebie. Znajdująca się między nimi sprężyna przyciąga je i nie pozwala im się rozdzielić. Modele naciągowe stosowane są w wielu rodzajach zawiasów i zamków, w których przyciągają drzwi, powodując ich automatyczne zamknięcie.

Sprężyny naciskowe z kolei wykorzystywane są w konstrukcjach, w których powierzchnia poddawana jest obciążeniu, a po jego zwolnieniu ma powracać do pierwotnego położenia. Przykładem są wszelkiego typu siedziska.

Sprężyny skrętne swoją budową przypominają nieco agrafkę, a ich podstawowym zadaniem jest przywracanie pierwotnego położenia dwóch powierzchni zmontowanych ze sobą pod określonym kątem. Zmiana położenia następuje w nich poprzez ściśnięcie jednej krawędzi. Miejscem ich zastosowania jest na przykład klips do przypinania prania lub żabki do firanek.