Основное предназначение пружины (упругого элемента) – накапливание механической энергии путем изменения расстояния между атомами под влиянием нагрузки, и высвобождение этой энергии в нужный момент. Эта функция выполняется благодаря особому строению и свойствам материала, из которого состоит пружина. Материал должен иметь высокий показатель упругости и прочности. Существует два способа изготовления пружин – навитие из проволоки и отливка.
При производстве пружин применяется, как правило, высокоуглеродистая сталь, легированная элементами, как ванадий, кремний, марганец, которые служат для повышения прочности металла, повышают предел его текучести. Если необходима устойчивость пружины к средам с агрессивными факторами, то применяют нержавеющую сталь, содержащую до 18% хрома и до 10% никеля. Используют также в этих целях бериллиевую, кремнемарганцевую и оловянноцинковую бронзы.
По способу действия пружины подразделяют на пружины сжатия, растяжения, кручения и изгиба. Пружины растяжение в свободном состоянии имеют сомкнутые витки, и концы их снабжают крючками или кольцами для крепления. Витки пружин сжатия не прикасаются друг к другу при отсутствии нагрузки. Такие пружины рассчитаны, в первую очередь на амортизационный эффект, и во избежание выпадения, их ставят в «стаканы» или на оправки.
Витые пружины имеют коническую или цилиндрическую форму, и характеризуются по следующим показателям: диаметр проволоки, количество витков, предельная нагрузка и шаг витка.
Пружины являются важным элементом в конструкции различных механизмов и систем, поэтому изготовление пружин на заказ – ответственное дело, которое нельзя доверять непрофессионалам. Пружина, изготовленная любительскими методами, в лучшем случае не будет выполнять свои функции, в худшем – может привести к весьма серьезным последствиям, вплоть до травматизма.
В зависимости от пожелания заказчика возможно изготовление как одного опытного образца так и больших партий. «Черметком» гарантирует качество всех своих изделий и полное соответствие их техническим требованиям заказа. Материалы и оборудование, на котором производятся пружины, соответствуют самым высоким стандартам и контроль за производством осуществляется на всех этапах изготовления.
Технология изготовления пружин требует наличия специализированных навивочных станков, закалочного, отпускного и торцешлифовального оборудования, измерительной техники. Заказчик должен четко представлять, для каких целей ему необходима эта деталь, а уж параметры пружины ему помогут рассчитать профессиональные специалисты.
Промышленное изготовление пружин растяжения, производится на пружинных автоматах, как и изготовление пружин сжатия. Если требуется небольшое количество пружин, то применяются токарные станки. Полученная заготовка требует шлифовки и подгонки по размеру, а также обработки торцов для придания пружине устойчивости. Далее пружины подвергаются закалке и отпуску, как в случае с пружинами из стали 60С2А и 51ХФА, либо только низкотемпературному отпуску (пружины из нержавеющей стали, бронз).
Температурная обработка влияет на пружины, которые в зависимости от материала, из которого они изготовлены, могут сжиматься или раскручиваться. Порой (как в случае с пружинами из ранее закаленных марок стали) пружины ведут себя непредсказуемо. Поэтому для приведения их к окончательному виду требуется еще ряд технологических процессов, в том числе и проверка свойств полученного упругого элемента, а также соответствия параметров пружины требованиям заказчика. Самый последний этап – покрытие пружин защитными антикоррозийными материалами или покраска (в зависимости от пожеланий заказчика), за которым следует упаковка и доставка.
