홈 " 스프링의 종류
스프링은 탄성을 통해 에너지를 저장하고 방출하는 기계 장치입니다. 스프링은 산업 기계부터 일상 생활용품에 이르기까지 다양한 용도로 사용됩니다. 이 가이드에서는 스프링의 다양한 유형, 제조 재료 및 용도에 대해 설명합니다.
스프링은 재질, 모양, 기능이 다양하기 때문에 용도도 다양합니다. 스프링에는 세 가지 주요 유형이 있으며, 각 유형은 다시 여러 하위 카테고리로 나눌 수 있습니다.
압축 스프링으로 알려진 개방형 코일 헬리컬 스프링은 압축되면 반력을 생성합니다. 스프링의 최대 압축 길이에 도달할 때까지 하중이 증가함에 따라 코일 사이의 거리는 점차 작아지고, 이때 코일이 서로 접촉하게 됩니다. 스프링의 끝은 열린 상태로 두거나 닫을 수 있으며, 닫힌 끝은 마지막 코일을 옆의 코일에 평평하게 눌러서 형성합니다. 정사각형으로 성형하는 또 다른 방법은 끝을 평평하게 연마하는 것입니다.
응용 분야: 구성 요소 사이에 반력이 필요한 경우 압축 스프링이 자주 사용됩니다. 일반적인 용도는 다음과 같습니다:
충격 흡수는 승차감을 향상시키는 자동차 서스펜션 시스템의 기능입니다.
볼펜: 압축 스프링은 펜촉을 눌렀을 때 수축한 후 풀면 펜촉이 밖으로 밀려납니다.
기계 장비: 스트레스와 진동으로 인한 손상을 방지하려면 쿠션과 충격 흡수 장치를 제공하세요.
장력 스프링이라고도 하는 연장 스프링은 늘어날 때 반력을 생성합니다. 요청에 따라 변경할 수 있지만 일반적으로 루프 또는 후크 끝이 있습니다. 인장 스프링은 파단점까지 늘릴 수 있기 때문에 주로 중요하지 않은 용도로 제한적으로 사용됩니다.
응용 분야: 확장 스프링은 다양한 메커니즘과 장치에서 광범위하게 사용됩니다. 일반적인 용도는 다음과 같습니다:
익스텐션 스프링은 트램펄린에 탄성과 반발력을 제공합니다.
차고 문: 차고 문 밸런스 시스템은 문을 쉽게 올리고 내릴 수 있도록 도와줍니다.
장난감: 시계 장난감의 구동력은 연장 스프링에 의해 제공됩니다.
토크 하중을 가하거나 저항하기 위해 토션 스프링을 사용합니다. 스프링에는 헬리컬 토션 스프링과 비헬리컬 토션 스프링의 두 가지 유형이 있습니다. 헬리컬 토션 스프링은 축 방향이 아닌 반경 방향으로 힘을 가하기 때문에 압축 및 확장 스프링과 비슷합니다. 헬리컬 토션 스프링은 다양한 형태의 기계류에 사용되는 모션 제어 장치에 주로 사용됩니다. 동심원 나선형으로 꼬인 평면 또는 직사각형 재료로 구성됩니다.
응용 분야: 제조 분야에서 토션 스프링은 모션 제어 부품으로 자주 활용됩니다.
도어 힌지: 자동 폐쇄 메커니즘을 제공하고 문을 열고 닫을 때 사용되는 힘을 조절합니다.
토션 스프링은 쥐덫에 포획력을 공급합니다.
기계 장치: 여기에는 산업용 기계의 모션 제어 장치, 빨래집게, 자동차 안전벨트, 시계, 시트 리클라이너 등이 포함됩니다.
시계와 태엽 장난감은 종종 일정한 힘의 스프링을 사용합니다. 스프링은 단단히 꼬인 강철 스트립으로 테이프 롤과 비슷합니다. 하중이 가해지면 스트립이 늘어나며, 스트립의 고유 응력은 하중의 힘에 지속적으로 반대합니다.
응용 분야: 정력 스프링은 일정한 힘이 필요한 다양한 상황에서 유용합니다. 이러한 상황의 예는 다음과 같습니다:
시계: 정확한 시간 기록을 보장하는 안정적인 힘을 제공합니다.
와인드업 장난감: 일정한 힘의 스프링이 지속적인 움직임을 위한 추진력을 제공합니다.
커튼 롤러 블라인드: 커튼을 팽팽하고 튼튼하게 유지하려면 일정한 장력 스프링을 사용하세요.
압축, 신장, 비틀림, 항력 스프링에 대한 개요와 다양한 용도는 위에 나와 있습니다. 이러한 스프링은 많은 일상 및 산업 용도에 필수적입니다.
단일 리프 스프링이라고도 하는 모노 리프 스프링은 단일 금속 층으로 구성됩니다. 이 층은 일반적으로 양쪽 끝이 가늘어져 보다 균일한 굽힘 특성을 제공합니다.
애플리케이션:
경량 차량: 모노 리프 스프링은 단순한 디자인과 제한된 하중 지지력으로 인해 일반적으로 소형차 및 트레일러와 같은 경량 차량에 사용됩니다.
모터사이클: 일부 오토바이 서스펜션 시스템에서.
멀티 리프 스프링은 여러 개의 금속 층, 즉 '잎'이 서로 겹쳐진 구조로 이루어져 있습니다. 잎은 길이가 다양하며, 가장 긴 잎인 메인 리프가 맨 위에 있고 그 아래에 짧은 잎이 있습니다. 이러한 스프링은 모노 리프 스프링에 비해 더 견고하고 더 무거운 하중을 견딜 수 있습니다.
애플리케이션:
대형 트럭: 트럭 및 상용차의 서스펜션 시스템에서 높은 하중 지지력을 위해 사용됩니다.
버스: 버스의 서스펜션 시스템에서 일반적으로 사용됩니다.
오프로드 차량: 오프로드 차량: 내구성과 하중 지지를 강화하기 위해 오프로드 차량에 사용됩니다.
반타원형 리프 스프링은 가장 일반적인 유형의 리프 스프링 중 하나입니다. 잎이 곡선 호로 배열된 반타원형 모양이 특징입니다. 이 디자인 덕분에 하중을 효과적으로 분산하고 승차감을 개선할 수 있습니다.
애플리케이션:
승용차: 많은 승용차의 리어 서스펜션 시스템에 사용됩니다.
경상용 차량: 더 나은 핸들링과 하중 지지를 위해 경 상용 차량에서 흔히 볼 수 있습니다.
쿼터 타원형 리프 스프링은 기본적으로 반 타원형 리프 스프링의 절반입니다. 한쪽 끝은 차량 프레임에, 다른 쪽 끝은 차축에 장착됩니다.
애플리케이션:
빈티지 자동차: 빈티지 및 클래식 자동차에서 흔히 볼 수 있습니다.
커스텀 및 개조 차량: 커스텀 및 개조 차량에서 독특한 서스펜션 설정을 위해 사용됩니다.
3/4 타원형 리프 스프링은 반 타원형과 1/4 타원형 리프 스프링의 조합입니다. 서스펜션 시스템에서 더 넓은 동작 범위와 유연성을 제공합니다.
적용 분야: 대형 및 특수 목적 차량: 특정 대형 및 특수 목적 차량에서 서스펜션 기능을 강화하기 위해 사용됩니다.
가로형 리프 스프링은 차량 섀시를 가로질러 세로 방향이 아닌 가로 방향으로 장착됩니다. 이 설정은 덜 일반적이지만 독특한 서스펜션 특성을 제공합니다.
애플리케이션:
스포츠카: 쉐보레 콜벳의 구형 모델과 같은 일부 스포츠카에 사용됩니다.
클래식 전차: 특정 클래식 및 빈티지 차량에서 발견됩니다.
파라볼릭 리프 스프링은 선형이 아닌 포물선 곡선으로 가늘어지는 리프가 있습니다. 이 디자인은 리프 간 마찰을 줄여 더 부드러운 승차감과 향상된 유연성을 제공합니다.
애플리케이션:
최신 트럭: 더 나은 하중 분산과 승차감을 위해 최신 트럭 서스펜션에 사용됩니다.
버스 및 상용차: 버스 및 상용차에 적용되어 향상된 승차감과 내구성을 제공합니다.
표준 디스크 스프링은 하중에 따라 휘어지는 원뿔형 와셔로, 정밀하고 높은 힘을 제공합니다. 일반적으로 개별적으로 사용되지만 직렬 또는 병렬로 적층하여 다양한 하중 및 처짐 특성을 구현할 수 있습니다.
애플리케이션
산업 기계: 클러치, 브레이크 및 기타 고부하 부품에 사용됩니다.
항공우주: 항공기 어셈블리에서 진동 감쇠 및 하중 분산을 위해 사용됩니다.
자동차: 서스펜션 시스템, 쇼크 업소버, 프리로드 와셔에 사용됩니다.
커브드 디스크 스프링은 약간 구부러진 모양으로 표준 디스크 스프링에 비해 힘은 낮지만 편향 범위가 더 깁니다. 더 낮고 일관된 힘이 필요한 애플리케이션에 자주 사용됩니다.
애플리케이션
전기 접점: 일정한 접촉 압력을 유지하는 데 사용됩니다.
씰 및 개스킷: 다양한 압력 조건에서 씰 무결성을 유지하기 위해 사용됩니다.
경량 어셈블리: 공간과 무게에 제약이 있는 애플리케이션에 이상적입니다.
웨이브 스프링은 물결 모양의 구조를 가진 디스크 스프링으로, 표준 디스크 스프링과 비슷한 힘을 제공하지만 높이는 낮출 수 있습니다. 컴팩트한 폼 팩터가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.
애플리케이션
베어링 프리로드: 베어링 하중을 일정하게 유지하고 진동을 줄이는 데 사용됩니다.
밸브 구성품: 일관된 힘을 제공하기 위해 밸브 어셈블리에 사용됩니다.
컴팩트한 메커니즘: 기존 스프링이 들어갈 수 없는 좁은 공간에서 사용하기에 이상적입니다.
슬롯형 디스크 스프링은 디스크에 방사형 슬롯이 있어 스프링 속도를 줄이고 더 높은 처짐을 허용합니다. 이러한 스프링은 솔리드 디스크 스프링에 비해 더 유연한 반응을 제공합니다.
애플리케이션
부하 분배: 기계 어셈블리의 하중을 고르게 분산하는 데 사용됩니다.
열팽창 보정: 열팽창으로 인해 유연한 구성 요소가 필요한 시스템에 사용됩니다.
진동 차단: 민감한 장비의 진동을 차단하는 데 효과적입니다.
중첩형 디스크 스프링은 여러 개의 디스크 스프링을 중첩된 구성으로 쌓아 올린 것으로, 각 스프링이 서로 맞물려 있습니다. 이 설정은 컴팩트한 높이를 유지하면서 하중 용량을 증가시킵니다.
애플리케이션
중장비: 높은 부하 용량을 필요로 하는 중장비 애플리케이션에 사용됩니다.
건설 장비: 하중을 견디는 건설 기계에 사용됩니다.
에너지 흡수: 제한된 공간에서 높은 에너지 흡수가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.
세그먼트 디스크 스프링은 세그먼트로 나뉘어져 있어 전체적인 응력을 줄이고 보다 균일한 힘 분포를 제공합니다. 고부하 조건에서 향상된 내구성과 성능을 제공합니다.
애플리케이션
스트레스가 많은 환경: 높은 스트레스로 인해 표준 디스크 스프링이 고장날 수 있는 환경에서 사용됩니다.
충격 흡수 장치: 충격 흡수 장치: 내구성을 강화하기 위해 충격 흡수 장치에 사용되었습니다.
로드 밸런싱: 정밀한 로드 밸런싱이 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.
접촉 디스크 스프링은 전기 전도성을 개선하고 접촉 저항을 줄이기 위해 특수 접점으로 설계되었습니다. 전기 및 전자 애플리케이션에 자주 사용됩니다.
애플리케이션
전기 커넥터: 안정적인 전기 연결을 보장하는 데 사용됩니다.
회로 차단기: 회로 차단기: 일정한 접촉 압력을 유지하기 위해 회로 차단기에 사용됩니다.
배터리 접점: 배터리 어셈블리의 안정적인 연결 상태를 유지하는 데 이상적입니다.
스프링은 다양한 재료로 만들 수 있으며, 각 재료는 고유한 특성과 용도에 따라 적합성이 다릅니다. 스프링에 사용되는 몇 가지 일반적인 재료는 다음과 같습니다:
1. 강철: 스프링에 가장 널리 사용되는 소재 중 하나입니다. 강도와 내구성, 탄력성이 뛰어납니다. 탄소강, 합금강, 스테인리스강 등 다양한 유형의 강철이 사용됩니다. 탄소강은 비용 효율적이며 많은 범용 애플리케이션에 적합합니다. 합금강은 보다 까다로운 조건에서 향상된 강도와 성능을 제공합니다. 스테인리스 스틸은 내식성 때문에 선택됩니다.
- 예를 들어, 자동차 서스펜션 시스템에서는 일정한 응력과 다양한 하중을 견디기 위해 고강도 합금강 스프링을 사용하는 경우가 많습니다.
2. 뮤직 와이어: 피아노 와이어라고도 하며 인장 강도와 내피로성이 뛰어난 고탄소강 와이어입니다. 일반적으로 소형 정밀 스프링에 사용됩니다.
- 기계식 시계의 작은 스프링은 정밀하고 안정적인 성능을 위해 뮤직 와이어를 사용하는 경우가 많습니다.
3. 청동: 우수한 내식성과 전기 전도성을 제공합니다. 청동 스프링은 전기 접점이나 해양 환경과 같이 이러한 특성이 중요한 애플리케이션에 사용됩니다.
4. 황동: 황동은 청동과 마찬가지로 내식성이 우수하며 비철 소재가 선호되는 스프링에 사용되기도 합니다.
5. 티타늄: 가볍고 무게 대비 강도가 높은 것으로 알려진 티타늄 스프링은 무게 감소가 중요한 항공우주 및 고성능 애플리케이션에 사용됩니다.
- 일부 첨단 항공우주 부품에서는 티타늄 스프링을 사용하여 성능 저하 없이 시스템의 전체 무게를 최소화할 수 있습니다.
6. 니켈 합금: 이 합금은 고온 및 부식에 대한 저항성이 뛰어나 극한 환경에서 사용되는 스프링에 적합합니다.
7. 플라스틱 및 복합 소재: 경우에 따라 스프링은 특수 플라스틱 또는 복합 소재로 제작될 수 있습니다. 이러한 소재는 경량, 내화학성, 전기 절연성 등의 이점을 제공합니다. 이러한 스프링은 경량 및 비금속 애플리케이션에 자주 사용됩니다.
- 예를 들어 비전도성 경량 스프링이 필요한 특정 의료 기기나 가전 제품에는 플라스틱 스프링이 적합한 선택이 될 수 있습니다.
8. 엘라스토머: 고무나 실리콘과 같은 소재를 사용하여 유연성과 충격 흡수를 제공하는 스프링과 같은 부품을 만들 수 있습니다.
- 소형 가전제품이나 장난감의 충격 흡수 장치에서 엘라스토머 기반 스프링은 간단하고 비용 효율적인 솔루션을 제공할 수 있습니다.
스프링을 만드는 데 사용할 수 있는 기타 물질. 여기에는 특정 고온 또는 마모성 환경에서 뛰어난 내열성과 경도를 제공하는 세라믹과 같은 다양한 비금속 재료가 포함됩니다. 유리섬유 강화 복합재는 특수한 용도에 맞게 강도와 경량 특성을 함께 제공할 수 있습니다. 일부 희귀 금속과 그 합금은 극도의 경도 또는 특정 화학물질에 대한 내성 등 고유한 특성이 필요한 매우 특수한 경우에 사용될 수도 있습니다. 이러한 덜 일반적인 소재의 선택은 특정 스프링 용도의 고도로 전문화되고 종종 틈새 요구사항에 따라 달라집니다.
스프링의 재질 선택은 필요한 부하 용량, 운영 환경, 크기 제약, 비용 고려 사항 등의 요인에 따라 달라집니다.
내마모성, 부식 방지, 스프링 성능 향상 등 다양한 목적을 염두에 두고 수많은 스프링 코팅과 금속 표면 처리를 사용할 수 있습니다. 다음은 다양한 스프링 마감에 대해 설명합니다:
전기 연마
공작물과 증착된(이 경우 픽업) 재료의 극성은 동일하지만, 전기 연마 방식은 전기 도금과 유사한 방식으로 작동합니다. 이는 픽업 금속이 음극으로, 공작물이 양극으로 작용하여 전해질을 통해 전기 회로를 완성한다는 것을 나타냅니다.
공작물의 융기되고 거친 표면에서 재료를 빠르게 제거하거나 이 경우 스프링의 도금을 제거하면 매우 매끄럽고 광택이 나는 표면을 얻을 수 있습니다. 전기 연마는 원래 표면 거칠기가 0.18~0.20m(마이크로미터) 미만인 경우 표면 거칠기가 0.05m 미만인 거울 마감재를 만들 수 있습니다.
텀블링
다양한 입자의 플라스틱 폴리 펠릿이 들어 있는 텀블링 용기는 회전하거나 진동하여 텀블링 마무리를 할 수 있습니다. 이러한 그릿은 텀블링의 4단계인 갈기, 매끄럽게 하기, 닦기, 광택 내기에 해당합니다.
텀블링 컨테이너에 스프링과 같은 부품을 채우고 미디어라고도 하는 폴리 펠릿으로 덮습니다. 매체가 사용 중일 때 부품과 접촉하여 마찰을 통해 기본 재료를 연마합니다.
샷 피닝
샷 피닝으로 알려진 냉간 가공 공정은 엄격하게 통제된 환경에서 금속 표면에 고속의 총알을 발사합니다. 그 결과 노출된 금속 물체 층에 압축 압력이 가해져 재료의 인장 응력이 크게 감소하고 인장 강도가 높아집니다.
샷 피닝과 샌드블라스트 세정을 혼동하는 경우가 있는데, 두 공정이 비슷하고 샷 피닝도 표면을 세정하기 때문입니다. 그러나 샷 피닝의 주요 목표는 소재의 피로 강도를 높이는 것입니다. 피닝 매체는 철, 강철, 유리 샷, 다진 강철 또는 스테인리스 스틸 와이어가 될 수 있습니다.
전기 도금
전기 도금은 전류를 사용하여 도금 재료 이온을 도금 기판, 즉 스프링에 도입합니다. 전해조는 양극에 부착되는 도금 재료와 음극에 부착되는 도금해야 하는 부분을 모두 담는 데 사용됩니다. 전해질의 전류 흐름은 도금 재료의 이온을 도금 기판으로 유도하여 부품에 얇은 도금 재료 층을 적용합니다.
귀금속 또는 비부식성 금속이 포함된 탄소강과 합금강은 가장 자주 도금되는 소재 유형입니다. 도금층이 손상되지 않는 한 귀금속 전기 도금은 부식에 대한 탁월한 보호 기능을 제공합니다. 주석, 니켈, 크롬과 같은 비부식성 금속은 부식 방지를 위해 강철을 전기 도금하는 경우가 많습니다. 그러나 이러한 유형의 코팅은 물에 잠기거나 환경에 노출되거나 다른 전해질에 노출된 부분을 덮는 경우는 거의 없습니다.
대신 아연이나 카드뮴과 같이 덜 귀한 물질을 기판 대신 산화시키는 일종의 희생 양극으로 사용하는 경우가 많습니다.
무전해 도금
무전해 도금은 전기를 사용하지 않고 기판을 니켈로 코팅하는 기술입니다. 여기에는 양극이 없고 대신 기판이 촉매 역할을 하여 전해질 용액에서 니켈 이온을 환원시켜 기판에 침착시키는 화학 반응을 시작합니다. 촉매 역할 외에도 니켈 코팅은 기판이 전해조에서 빠져나올 때까지 지속적인 반응을 보장합니다.
또한 무전해 니켈 플레이트는 전기 도금과 달리 완전히 균질하며 구석구석까지 잘 맞습니다. 다른 금속도 도금을 할 수 있지만, 니켈과 그 합금이 가장 일반적으로 사용됩니다.
화학 코팅
인산 세척과 같은 금속에 대한 화학적 처리는 일반적으로 강철에 제한적이고 일시적인 산화 보호 기능을 부여합니다. 페인트 코팅은 오랜 기간 동안 부식 방지 기능을 제공할 수 있습니다. 강철, 스테인리스 스틸 또는 구리 표면에 부식을 방지하는 장벽을 만드는 가장 저렴한 방법은 흑색 산화물을 도포하는 것입니다. 일부 애플리케이션에서는 빛 반사를 제거하는 데도 탁월합니다.
중국 광둥성 둥관시 탕샤진 헝탕 왕자오로 16호 빌딩 C 401호, 401호실
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