Comment ressorts est fait - la matière, la fabrication, la fabrication, l'histoire, comment faire, utilisé, la composition
Un ressort est un dispositif qui modifie sa forme en réponse à une force externe, revenant à sa forme initiale lorsque la force est supprimée. L'énergie dépensée pour déformer le ressort est stocké dans et peut être récupéré lorsque le ressort retourne à sa forme originale. Généralement, la quantité du changement de forme est directement liée à la quantité de force exercée. Si une trop grande force est appliquée, cependant, le ressort en permanence se déformer et ne jamais revenir à sa forme originale.
Contexte
Il existe plusieurs types de ressorts. L'une des plus courantes consiste en fil enroulé en une forme cylindrique ou conique. Un ressort de traction est un ressort hélicoïdal dont les spires se touchent normalement; une force est appliquée pour étirer le ressort, les spires se séparent. En revanche, un ressort de compression est un ressort enroulé avec un espace entre les bobines successives; quand une force est appliquée pour raccourcir le ressort, les spires sont poussés à se rapprocher. Un troisième type de ressort hélicoïdal, appelé un ressort de torsion, est conçu de sorte que la force appliquée se tord la bobine dans une spirale serrée. Des exemples courants de ressorts de torsion se trouvent dans planchettes et pinces à cheveux papillon.
Encore une autre variante de ressorts hélicoïdaux est le ressort de montre, qui est enroulé en une spirale plate plutôt que d'un cylindre ou d'un cône. Une extrémité du ressort est au centre de la spirale, et l'autre est à son bord externe.
Certains ressorts sont façonnés sans bobines. L'exemple le plus courant est le ressort à lame, qui est la forme d'un arc peu profond; il est couramment utilisé pour les systèmes de suspension automobile. Un autre type est un ressort à disque, un dispositif en forme de rondelle qui est en forme de tronc de cône. cylindres en plein coeur de matériau solide, élastique peuvent également agir comme des ressorts. ressorts non hélicoïdaux fonctionnent généralement comme des ressorts de compression.
Très simple, ressorts non hélicoïdaux ont été utilisés à travers l'histoire. Même une branche d'arbre élastique peut être utilisé comme un ressort. Plus sophistiqué Date de dispositifs à ressort à l'âge du bronze, quand une pince à sourcils étaient communs dans plusieurs cultures. Au cours du troisième siècle av ingénieur grec Ctésibios d'Alexandrie a développé un procédé de fabrication # X0022; bronze # x0022 springy; en augmentant la proportion d'étain dans l'alliage de cuivre, la coulée de la pièce, et le durcissement à coups de marteau. Il a tenté d'utiliser une combinaison de ressorts à lames pour faire fonctionner une catapulte militaire, mais ils étaient pas assez puissants. Au cours du deuxième siècle avant Jésus-Christ Philon de Byzance, un autre ingénieur catapulte, construit un dispositif similaire, apparemment avec un certain succès. Ont été largement utilisés Cadenas dans l'ancien empire romain, et au moins un type utilisé inclina laisse métal pour garder les dispositifs fermés jusqu'à ce que les feuilles ont été compressés avec les touches.
ressorts hélicoïdaux ont été développés au début du XVe siècle. En remplaçant le système de poids que communément alimentés horloges avec un mécanisme à ressort enroulé, horlogerie
Un diagramme représentant du ressort fait lovage par une machine à commande numérique.
ont pu façonner des appareils portables fiables, chronométriques. Cette avance a précise la navigation céleste possible pour les navires océaniques.
Au XVIIIe siècle, la révolution industrielle a stimulé le développement des techniques de production de masse pour la fabrication de ressorts. Pendant les années 1780, serrurier britannique Joseph Bramah utilisé une machine d'enroulement du printemps dans son usine. Apparemment, une adaptation d'un tour, la machine effectue une bobine de fil en place d'une tête de coupe. Fil de la bobine a été enroulée autour d'une tige fixée dans le tour. La vitesse de la vis-mère, ce qui a porté le parallèle de la bobine à la tige de rotation, on peut modifier pour faire varier la distance entre le ressort # x0027; s bobines.
Des exemples courants de plage d'utilisation du courant ressort de minuscules bobines qui prennent en charge les clés sur touchpads téléphone cellulaire à des bobines énormes qui prennent en charge des bâtiments entiers et les protéger contre les vibrations du tremblement de terre.
Matières premières
les alliages d'acier sont des matériaux élastiques les plus couramment utilisés. Les alliages les plus populaires comprennent haute teneur en carbone (comme le fil de la musique utilisée pour cordes de guitare), faible teneur en carbone trempé à l'huile, le silicium chrome, chrome vanadium et acier inoxydable.
équations mathématiques différentes ont été développées pour décrire les propriétés des ressorts, sur la base de facteurs tels que la composition de fil et de la taille, le diamètre du ressort hélicoïdal, le nombre de bobines, et la quantité de force externe prévu. Ces équations ont été intégrées dans les logiciels informatiques pour simplifier le processus de conception.
Le processus de fabrication
La description qui suit porte sur la fabrication d'alliage d'acier, des ressorts enroulés.
Des exemples de différents types de ressorts.
Le fil est poussé vers l'avant sur un bloc de support vers une tête rainurée qui dévie le fil, le forçant à se plier. Le bloc de tête et le support peut être déplacé par rapport à l'autre dans pas moins de cinq directions pour contrôler le diamètre et le pas du ressort qui est formé.
- 3 de traitement thermique. Si l'acier a été enroulé à chaud ou à froid, le processus a créé le stress au sein du matériau. Pour soulager ce stress et permettre à l'acier pour maintenir sa résistance caractéristique, le ressort doit être tempérée par la chaleur traitant. Le ressort est chauffé dans un four, maintenu à la température appropriée pendant un temps prédéterminé, puis on le laisse refroidir lentement. Par exemple, un ressort en fil de musique est chauffé à 500 # XB0; F (260 # XB0; C) pendant une heure.
7 Coating. Pour éviter la corrosion, la surface entière du ressort est protégé en le peignant, plongeant dans le caoutchouc liquide ou le placage avec un autre métal tel que le zinc ou le chrome. Un procédé, appelé revêtement mécanique, le ressort comporte tumbling dans un récipient avec de la poudre métallique, l'eau, les produits chimiques accélérateurs, et de minuscules perles de verre qui livre la poudre métallique sur la surface du ressort.
En variante, dans la galvanoplastie, le ressort est immergé dans un liquide conducteur de l'électricité qui corroder le métal de placage, mais pas le ressort. Une charge électrique négative est appliquée au ressort. En outre immergé dans le liquide est une alimentation du métal de placage, et on lui donne une charge électrique positive. Comme le métal de placage se dissout dans le liquide, il libère les molécules chargées positivement qui sont attirés par le ressort chargé négativement, où ils se lient chimiquement. Electroplating fait des ressorts en acier au carbone fragile, de sorte que peu de temps après l'étalement (moins de quatre heures), ils doivent être cuits à 325-375 # XB0; F (160-190 # XB0; C) pendant quatre heures pour contrer la fragilisation.
Contrôle de qualité
Divers dispositifs d'essai sont utilisés pour vérifier les ressorts remplis pour le respect des spécifications. Les dispositifs d'essai mesurent des propriétés telles que la dureté du métal et la quantité du ressort # x0027; la déformation de moins d'une force connue. Ressorts qui ne répondent pas aux spécifications sont mis au rebut. L'analyse statistique des résultats des tests peuvent aider les fabricants à identifier les problèmes de production et d'améliorer les processus afin ressorts moins défectueux sont produits.
bobineuses ordinateur fonctionnant à améliorer la qualité de deux façons. Tout d'abord, ils contrôlent le diamètre et pas du ressort plus précisément que les opérations manuelles peuvent. Deuxièmement, grâce à l'emploi de matériaux piézo-électriques, dont la taille varie avec l'entrée électrique, les têtes d'enroulement à commande numérique peut ajuster avec précision en temps réel à des mesures de caractéristiques de ressort. En conséquence, ces machines intelligentes produisent moins de ressorts qui doivent être rejetées pour ne pas respecter les spécifications.