Северо-западный завод металлоконструкций Санкт-Петербург, ул. Помяловского д.2 +7 (812) 642 66 50
+7 (812) 642 66 33
  • Металлоконструкции
  • Дымовые трубы
  • Быстровозводимые здания
  • Магистральные рамы
  • Строительные металлоконструкции

Изготовление пружин растяжения

Пружины растяжения — это упругий элемент, который, растягиваясь под воздействием нагрузки, способен накапливать механическую энергию, а при прекращении действия нагрузки возвращает себе исходную геометрию. Данный тип пружин в процессе работы испытывает два вида деформаций — кручение и изгиб. Витки пружин растяжения навиваются вплотную друг к другу. Для крепления на конструкциях или к другим деталям на концах у пружин растяжения формируется зацеп или высокая (удлиненная) либо обычная петля. Если необходимо обеспечить работу пружины с максимальной нагрузкой, используется усиленная петля либо закладная шпилька.

Действующие стандарты

Конструкция и размеры пружин растяжения определяются ГОСТ 18794-80. Документ содержит таблицы, в которых каждая стандартная пружина имеет собственное обозначение и номер. В таблицах также приводятся основные параметры каждого изделия. Что касается процесса изготовления пружин растяжения, то используемые материалы и технологии производства изделий регламентируются ГОСТ 16118-70.

Данный стандарт действует для всех винтовых цилиндрических пружин растяжения и сжатия, кроме тех, которым предстоит эксплуатироваться в сложных условиях — в агрессивных средах либо при температурах, требующих использования материалов со специфическими свойствами. В таких случаях для изготовления пружин подбирают сталь или сплав, обладающий повышенной стойкостью к конкретному агрессивному фактору — высокие и/или низкие температуры, химически активные среды, высокая влажность, способствующая возникновению коррозии. Для дополнительной защиты изделия оно может снабжаться защитным покрытием.

Производство пружин растяжения - Фотогалерея

  • Пружины растяжения. Фото 1
  • Пружины растяжения. Фото 2
  • Процесс изготовления пружин растяжения. Фото 3
  • Пружины растяжения. Фото 4
  • Пружины растяжения. Фото 5

Классификация пружин растяжения

Все пружины растяжения разделяют на три группы по диаметру проволоки, используемой для их изготовления:

  • крупные (Ø проволоки – от 12 мм);
  • средние (Ø 1,5-12 мм);
  • мелкие (Ø 0,15-1,5 мм).

По конфигурации пружины растяжения подразделяются на три вида:

  • с расположенными на торцах креплениями-кольцами;
  • с торцевыми винтами, предназначенными для более надежной фиксации изделия;
  • безкольцевые — изделия, на торцах у которых не предусмотрено наличие специальных приспособлений для крепления к другим деталям. Чтобы зафиксировать пружину, ее наматывают на служащие направляющими специальные винтовые пробки цилиндрической формы.

Действующие стандарты устанавливают также разделение пружин растяжения на три группы точности по деформациям (прогибам) и действующим силам:

Первая группа — пружины, для которых допускаются отклонения по контролируемым силам или деформациям в пределах ±5%. Группа назначается для пружин, изготовляемых из проволоки диаметром 1,6 мм и более, относящихся к I и II классам согласно классификации ГОСТ 13764-86.

Вторая группа — пружины, для которых допустимыми являются отклонения на контролируемые силы или деформации в пределах ±10%. Группа назначается для пружин всех классов, за исключением трехжильных (параметры витков определяются согласно ГОСТ 13774-86).

Третья группа — пружины растяжения, для которых на контролируемые силы или деформации допустимыми признаны отклонения в пределах ±20%. Группа назначается для пружин I, II и III класса. Исключение составляют одножильные пружины III класса (параметры витков определяются в соответствии с ГОСТ 13775-86 и ГОСТ 13776-86).

По согласованию с заказчиком допускается изготовление пружин с неконтролируемыми силовыми параметрами.

По форме изделия пружины растяжения могут быть:

  • цилиндрическими;
  • коническими;
  • бочкообразными.

Пружины растяжения также различают по направлению навивания проволоки, которое может быть правым или левым.

Этапы технологического процесса изготовления пружин

На СЗЗМК, как и на других промышленных предприятиях, занимающихся изготовлением пружин, имеются утвержденные комплекты документации на стандартные изделия, которые включают в себя технологические карты. Если предстоит изготовить пружины растяжения на заказ, и параметры изделия отличаются от стандартных в силу специфики его дальнейшего применения, то разработкой пакета документов занимается конструкторское бюро завода и технологи. При наличии у заказчика технической документации на изделие специалисты конструкторского бюро выполняют проверочный расчет пружины, чтобы исключить возможность запуска в производство заведомо некондиционных изделий , не соответствующих требованиям заказчика из-за технических или иных ошибок проектирования.

Изготовление пружин растяжения начинается с горячей или холодной навивки проволоки на специальных станках. Полученная заготовка нарезается на части для получения длины, заложенной в проекте с учетом припусков на формирование зацепов (колец). В силу специфики своей конструкции пружины растяжения не нуждаются в процедуре шлифовки торцов.

Срок службы пружины, в частности, число циклов наработки на отказ зависит от дальнейшей обработки, в процессе которой изделие получает свойства, необходимые для его длительной безотказной работы в определенных условиях.

Выделяют четыре стадии обработки пружин растяжения:

  • Шлифовка;
  • Термообработка;
  • Обжим (заневоливание);
  • Нанесение защитного покрытия.

Термообработка. Изделие подвергают воздействию высоких температур для устранения внутреннего напряжения металла, неизбежно возникающего в процессе деформации проволоки. Пружины отправляют в специальную печь, где поддерживается высокая температура — в зависимости от материала, использованного для изготовления пружин, она может достигать 400ºС. Охлаждение может быть резкими или постепенным, на открытом воздухе. Это зависит от свойств, которые должны получить готовое изделие и металл, из которого оно выполнено. При изготовлении пружин применяется термообработка трех видов — отжиг, закалка, отпуск. После термообработки изделие приобретает дополнительную выносливость и прочность. 
Пескоструйная обработка необходима для тщательной очистки поверхности пружины, так как на чистую ровную поверхность идеально ложится защитное покрытие.
Обжим (заневоливание) служит для удаления начальной деформации пружины и обеспечения изделию идеальной геометрии.  

Нанесение защитного слоя может выполняться различными способами. Кадмий, хром, цинк наносят по технологии гальванизирования. Иногда для повышения коррозионной устойчивости достаточно покрыть изделие слоем защитного полимера либо произвести его порошковую покраску. Применяются и такие методы, как электрополирование, фосфатирование, промасливание.    

Как выбрать пружины растяжения

При выборе пружин растяжения для конкретного устройства необходимо учитывать не только параметры проволоки и характеристики по упругости, максимальной нагрузке или остаточной деформации, но и геометрию изделий (цилиндрические, конические и бочкообразные), а также направление навивки, которое бывает левым или правым. Пружина характеризуется следующими геометрическими параметрами:

  • диаметр проволоки;
  • диаметр изделия;
  • шаг витка;
  • количество рабочих витков;
  • общее количество витков;
  • кривизна витка (индекс пружины).

Большое значение при выборе пружин растяжения имеет форма зацепов. Современные металлообрабатывающие заводы могут изготовить пружины растяжения с креплениями различных конфигураций. Зацепы при этом могут располагаться в стандартной позиции – в плоскости оси пружины, либо устраиваться с углом отгиба в 45º. Стандартное крепление, как правило, изготавливается в форме крючка и имеет небольшой размер. Стоит учитывать, что при установке такой пружины придется либо прикладывать большие физические усилия, либо использовать специальные приспособления. Можно выбрать пружины растяжения с удлиненным зацепом — их установка осуществляется гораздо проще. Многие пружины вместо зацепов оснащаются замкнутыми петлями. Это усиленный вариант крепления, позволяющий прикладывать к пружине максимальные нагрузки. Еще одна разновидность крепления — это шпилька с резьбой, которая вкручивается вовнутрь пружины. И, наконец, винтовая пробка, на которую пружина просто наворачивается.

Применение пружин растяжения

Благодаря креплению на петлях и зацепах пружины растяжения могут в процессе работы значительно изменять свое положение в пространстве (в отличие от жестко фиксированных пружин сжатия). Поэтому их можно использовать для стягивания деталей, у которых взаимное угловое расположение сильно меняется при функционировании механизма.   

Простейшим примером использования пружин растяжения могут служить современные садовые качели, раскладушки, пружины для автоматического закрывания дверей, безмены. Но область применения этих упругих элементов не исчерпывается элементарными бытовыми устройствами. Их включают в состав самых разных машин и механизмов, используя в тягах и в подвесках для стационарных трубопроводов, в конструкции подъемных ворот и в большом количестве других реверсивных устройств. В стрелковом оружии, в лабораторных приборах высокой точности, в бортовых самописцах авиалайнеров тоже присутствуют пружины растяжения.

На СЗЗМК вы сможете купить пружины растяжения в СПб с разными вариантами креплений, изготовленные по ГОСТ 18794-80, или заказать изготовление любой партии изделий с необходимыми вам параметрами.  

Техническая документация