Это свойство легло в основу работы многих механизмов и агрегатов: например, стрелкового оружия, клапанов ДВС, амортизаторов, дисковых телефонов и других. Установка пружины соответствующего направления помогает предотвратить обратное вращение сопряжённых элементов (затянутых болтов, гаек, подвижных деталей). Другими словами, сила кручения спирали противостоит силе сопротивления резьбового крепежа, что положительно влияет на стабильность конструкторского узла в целом.
Физические свойства пружинных элементов с правой и левой навивкой не отличаются. Значение имеет положение торцевых витков относительно других деталей конструкторского узла. В этой публикации мы расскажем, как определить навивку пружины и в чём разница между разными технологиями изготовления.
Навивка пружины левая и правая
На чертежах обычно изображают спирали с правой навивкой, однако действительное направление указывают в техническом описании. Ориентацию закручивания пружины можно определить визуально, если посмотреть на неё с торцевой стороны. Сделать это несложно:
- если навивка правая, то витки закручиваются по часовой стрелке;
- если левая – против часовой стрелки.
С левой навивкой пружинные элементы изготавливают редко. Данное исполнение обуславливается техническими условиями, в которых эксплуатируется изделие, например, в сочетании с резьбовым крепежом в целях предотвращения его самопроизвольного раскручивания под действием вибрации. Пружинные элементы с правой навивкой широко распространены во всех своих разновидностях: конические, спиралевидные, плоские, цилиндрические, фасонные, бочкообразные и др.
Если вы не знаете, как определить навивку пружины (правая или левая), рассмотрите элемент со всех сторон. Для удобства потребителя производитель маркирует изделия цветом. У пружины с правой навивкой вдоль всей длины пружины видна чёрная полоса, с левым направлением завитков – красная.
Методы навивки пружин
При изготовлении пружинных элементов используют следующие методы:
- Холодный. Подразумевает накручивание металлического стержня на ось конкретного диаметра, с определённым шагом навивки пружины, с формированием торцевых витков заданного типа. Процесс происходит автоматически с помощью токарных станков, специального пружинонавивочного оборудования, бескулачковых мультиформеров и других производственных машин. Холодный метод не предполагает термической обработки металла, закаливания и других видов обработки (кроме механических).
- Горячий. Реализуется в промышленных условиях с помощью специального оборудования. Чтобы изготовить пружину горячей навивки, сначала разогревают заготовки (лента или пруток) до определённой температуры, а потом закручивают на ось. Завитая спираль на финальном этапе проходит процедуру закаливания и отпуска. Горячим способом изготавливают элементы большого диаметра и значительной толщины.
Пружины горячей навивки по сравнению с изделиями, полученными холодным способом, показывают лучшие эксплуатационные свойства.
Технология навивки пружин
Изготовление пружин на заводах и в цехах металлообработки, как правило, автоматизировано. Сегодня небольшие мастерские и частные мастера ещё применяют ручной способ, однако такой метод не даёт столь высокой точности, как автоматизированный. Изготовленные под контролем компьютера или автоматики изделия в точности соответствуют проекту по всем параметрам.
Технически процесс изготовления пружинных элементов несложный, но требует от мастера высокой концентрации и соблюдения технических условий, поэтому даже холодная навивка пружин в заводских условиях осуществляется с помощью автоматизированного оборудования. Важен каждый параметр процесса:
- температура и скорость нагрева металла (при горячей навивке);
- натяжение прутка;
- скорость охлаждения металла;
- температура закалки и отпуска.
Соблюдение условий изготовления пружин является обязательным и строго контролируемым. От этого напрямую зависят точность и надёжность результата. Например, перегрев металла может привести к изменению его внутренней структуры и, как следствие, к хрупкости пружины, снижению ударной вязкости и появлению микротрещин.
Холодная и горячая навивка пружин
В отличие от горячего, холодный способ изготовления пружин требует меньше времени и усилий. Пруток навивают в полуручном режиме, контролируя процесс подачи металла на бобину и работоспособность всего оборудования. Чтобы производить пружинные элементы большого диаметра горячим способом, требуются автоматические станки с ЧПУ, которые стоят достаточно дорого. Таким образом, пружины холодной навивки априори получаются дешевле, чем аналоги, изготовленные горячим способом.
Преимуществом горячего способа изготовления пружин является идеальный результат. Изделия получаются более прочными, геометрически точными и надёжными. С применением холодного метода можно работать только с проволокой диаметром до 16 мм. Для навивки прутка большего диаметра необходимо использовать горячий способ. Кроме того, при холодном способе работа с металлами высокой твёрдости требует осторожности: из-за высокого внутреннего напряжения такая проволока может лопаться при формировании витков.