Виды и типы пружин

Резонансные колебания

Довольно высокий показатель пластичности витков определяет то, что есть большая вероятность возникновения резонансного колебания. Подобная ситуация связана с довольно большим количеством опасностей, так как может привести к снижению прочности механизма. Особенностями подобного параметра можно назвать следующее:

1. Возникает в случае отсутствия дополнительных элементов крепления.
2. Колебания возникают на момент воздействия переменной нагрузки.
3. За счет резонансного колебания есть вероятность того, что сила будет распространяться не вдоль оси. Подобная ситуация становится причиной смещения и деформации отдельных витков.

Стабилизация пружины проводится самым различным образом. Стоит учитывать, что резонансные колебания увеличиваются в случае повышения показателя длины. При этом набольшее отклонение наблюдается в центральной части витков.

Составные пружины

Пружина составного типа используются в случае больших нагрузок. Среди особенностей отметим:

1. В большинстве случаев изделие работает на сжатие. При этом все элементы имеют одинаковую длину.
2. Составной вариант исполнения представлен сочетанием нескольких, которые имеют различный диаметр витков и вставляются друг в друга. При этом все они имеют общую ось, за счет чего обеспечивается равномерное распределение нагрузки.
3. Для снижения вероятности перескоков витков, из-за чего не происходит сжатие, их выполняют в противоположном направлении закручивания.

Подобный вариант исполнения получил весьма широкое распространение, устанавливается на автомобилях и другом оборудовании. Не стоит забывать о том, что за счет увеличения количества пружин существенно повышается стоимость изделия.

Виды и преимущества механизмов

Способы крепления и расположение пружин в блоке зависит от его типа. Рассмотрим все варианты механизма, расскажем, что такое пружинная змейка в диване, и чем она отличается от мультипакета.

Выбрать качественный диван не так-то просто.

Независимые

Одни из самых надежных и современных блоков. Каждая пружинка находится в индивидуальном чехле из ткани, элементы не соединены между собой. Механическая нагрузка распределяется только на задействованные пружинки: если на какой-то участок нет давления, он не будет проседать под весом.

Независимые пружины считают лучшим вариантом в диванах ежедневного сна.

За счет этой особенности блоки с независимыми пружинами считаются самыми надежными. При выходе из строя одной пружины, не придется чинить целый блок. Диван не будет проседать и терять упругость.
Чаще всего в диванах с независимыми блоками, установлены небольшие пружины из тонкой стальной проволоки.

При беспружинном наполнении используется поролон или полиуретан.

Боннель

В этой системе используются двухконусные пружины, которые состоят из 4-5 витков. Они соединены стальной рамой. Конструкция получается внушительная и прочная. Боннель обладает несколькими каркасами, за счет чего достигается жесткость основания. Такая система надежна и долговечна.

Зависимые пружины Bonnel (Боннель) – эконом-вариант наполнителя для мягкой мебели.

Системы боннель очень популярны ввиду своих особенностей:

• пружины сделаны из высокоуглеродистой стали, экологически безопасные;
• уложить блок можно на основание из любого материала, в том числе, фанеру или МДФ.

Производство блоков Боннель простое, поэтому базовые матрасы с ними стоят недорого.

В угловых диванах по бокам обкладывается коробами из пенополиуретана, сверху покрывается ватином или войлоком. Используется для диванов с разными раскладными механизмами, встречается в аккордеонах, книжках. Срок службы составляет несколько лет, но при аккуратной эксплуатации может прослужить и дольше.

Мультипакет

По виду и схеме изготовления напоминают независимые пружины. Каждый элемент также помещен в индивидуальный чехол. Разница этих блоков в размере пружинок. Если в стандартных независимых системах элементы крупнее, то в мультипакете используется большое количество пружинок маленького размера.

Пружины меньшего размера более «чутко» реагируют на давление – очень хорошо подстраиваются под пользователя.

При этом диваны с такими блоками очень прочные, способны выдерживать значительный вес.

Преимущества:

• вес распределяется равномерно;
• пружины не соединены, при выходе из строя одной не сдается система;
• за счет чехла сломанная пружинка не проглядывается через обивку;
• обладают поддерживающим эффектом;
• подходят для большинства моделей.

MicroPocket – для сна, нагрузки до 150 кг.

Приобретая диван с мультиблоком, нужно обратить внимание на количество пружин. Их должно быть не меньше 435

Змейка

Как выглядит пружина змейка в диване: элементы внутри рамы соединены скобами из стали, они взаимозависимые и по внешнему виду напоминают змею.

Пружинные змейки знакомы нам ещё по советской мебели и по факту не является блоком.

Изготавливают такие блоки из оцинкованной стали под воздействием высоких температур. Самыми надежными считаются основания с большим количеством изгибов.

Такой диван быстрее всего «сдается» под весом человеческого тела, глубоко продавливается и начинает напоминать гамак.

Главное преимущество механизма – он дешевый. Однако для частой эксплуатации диваны с пружинной змейкой для мягкой мебели не подходят.

Это самый дешевый, но и самый скрипучий вариант.

Плюсы и минусы использования диванов, оснащенных пружинными блоками

Как правило, интересующий нас механизм встраивается в те предметы мягкой мебели, которые предназначены для сна, то есть в раскладывающиеся. После трансформации такие диваны превращаются в максимально комфортное спальное место, удобное, и по размерам подходящее для вольготного отдыха.

Данный механизм является универсальным и очень удобным, однако, кроме этого имеет он еще массу достоинств, которые нужно учесть перед покупкой

Рассмотрим плюсы интересующих нас предметов мебели, оснащенных пружинными блоками.

Достоинства использования диванов, оснащенных пружинными блоками

Конечно, самостоятельно сконструировать такую сложную систему для комфортного отдыха почти невозможно, так как она требует наличия большого количества разнообразной производственной аппаратуры

Тем не менее, нельзя сказать, что у интересующих нас пружинных блоков имеются лишь одни плюсы, так как это в корне не верно. В действительности они не лишены некоторых минусов. Давайте взглянем и на них.

Низкое качество поролона

К сожалению, довольно часто бывает, что в качестве набивки для диванов, оснащенных пружинными блоками, используется поролон низкого качества. Конечно, это удешевляет общую стоимость предмета мебели, однако, в конечном итоге приводит к быстрой потере им упругости и формы. Как следствие, через малое количество времени становится просто невозможно сидеть или спать на таком диване.

Низкое качество пружин

Бывает и так, что производители решают сэкономить на качестве пружинного блока, и производят его из неподходящих для этого материалов. Как следствие, основной «скелет» мягкого предмета мебели обладает минимальными амортизационными характеристиками, что приводит к проседанию пружин, и, впоследствии вновь к поломкам.

Чрезмерно высокая стоимость

Некоторые производители, пользуясь незнанием клиентов, посещающих их магазин, заламывают огромную цену за диваны, аргументируя тем, что они оснащены высококачественным пружинным блоком. К сожалению, пружинный блок пружинному блоку рознь, и далеко не за каждый из них нужно отдавать баснословные суммы

К счастью, таких недобросовестных продавцов и производителей сегодня не много, но все же лучше соблюдать осторожность и ходить к проверенным компаниям.

Характеристики пружин

Выделяют определенные характеристики пружин, которые должны учитываться при выборе наиболее подходящего варианта исполнения. Основными можно назвать следующее:

1. Пружина растяжения встречаются крайне часто. В этом случае сила упругости направлена против удлинения. Особенностью можно назвать то, что между витками в нулевом положении практически нет просветов. Отличительный момент заключается в наличии специальных крючков, за которые проводится зацепление изделие за основание и груз. При диаметре более свыше 4 мм част применяются специальные закладные зацепы, они более прочные, но при этом менее технологичны.
2. Устанавливается пружина сжатия. Параметры пружины сжатия во многом связаны с тем, что между витками есть просвет. За счет этого при воздействии витки прижимаются друг к другу.
3. Кручение. Этот вариант исполнения характеризуется небольшим углом подъема и незначительным зазором между витками. Внешняя нагрузка передается при помощи специальных зацепов, которые образуются путем отгиба концов.

Кроме этого, при выборе уделяется внимание качеству пружин. Другие подходящие свойства подбираются путем проведения соответствующих расчетов

При рассмотрении основных свойств также следует уделить внимание нижеприведенным параметрам:

1. Диаметр проволоки. Практически все виды пружин представлены проволокой, изготовленной с определенного материала, которая накручивается по определенной траектории. При расчетах часто проводится определение среднего диаметра.
2. Число рабочих витков. Этот параметр может варьировать в достаточно большом диапазоне.
3. Длина изделия. Не стоит забывать о том, что изделие может быть в нормальном состоянии, а также в растяжении или сжатии. Наиболее важным параметром можно назвать длину в нормальном состоянии.
4. Частота витков. Зная длину изделия и число витков можно рассчитать показатель шага. Этот параметр позволяет также рассчитать расстояние между отдельными витками.
5. Длина рабочей части. Этот показатель также получил весьма широкое распространение. Некоторые виды пружин также обладают специальными крепежными элементами, которые не учитываются.
6. Индекс пружины. Она применяется для определения кривизны витков. Этот параметр выбирается в зависимости от диаметра проволоки.

Кроме этого, уделяется внимание и типу применяемого материала при изготовлении проволоки. В большинстве случаев выбирается специальный высокопрочный сплав, который применяется при изготовлении практически всей проволоки

Кроме этого, в зависимости от особенностей конкретного случая используется кремнистая, хромованадиевая, высокоуглеродистая и некоторые другие стали.

Они обходятся намного дороже обычных, но обладают более высокими эксплуатационными характеристиками.

Как правильно выбрать

Первый вопрос, на который надо ответить – как будет эксплуатироваться мебель

Если это раскладной диван для сна, стоит обратить внимание на ортопедические варианты с независимыми блоками. Спать на них гораздо комфортнее, организм будет чувствовать себя отдохнувшим

Выбрать диван вам помогут менеджеры магазина.

Также важно выбрать “правильный” наполнитель. Поролоновые диваны не так надежны и долговечны

Через несколько лет он начнет проседать, и пружинки могут впиваться в людей, которые сидят или лежат на диване

Лучше обратить внимание на кокосовую койру – она жестче и надежнее поролона

Материал её производства это высокоуглеродистая пружинная проволока разной толщины.

Для большинства значимую роль играет стоимость изделия. Диваны с зависимыми пружинными блоками – самые дешевые, но, если планируется долгосрочная эксплуатация изделия, не стоит покупать самые дешевые модели

Лучше обратить внимание на среднюю ценовую категорию, так как такие диваны прослужат дольше и не потребуют ремонта, спустя несколько месяцев

Цены на разные пружины могут отличаться.

Форма – пружина

Форма пружины и напряжения в ней во всех случаях совершенно различны.

Форма пружины и шаг навивки задаются соответствующими профилями кулачков кулачкового вала.

Форма пружин зависит от их назначения.

Однако форма пружины не определяется полностью видом образующей поверхности, так как на этой поверхности ось витков в различных своих частях может иметь различные углы подъема.

Многообразие форм пружин ( витые цилиндрические, тарельчатые, фасонные), различный характер изменения формы под нагрузкой ( растяжение, сжатие), конструктивные особенности ( круглое сечение проволоки, прямоугольное, составные пружины и многожильные), разнообразие условий нагружения ( статическое, вибрационное), а также условий среды ( температура, коррозионная активность) и степень ответственности пружины приводят к необходимости проведения расчета пружин и выбора допускаемых напряжений с полным учетом условий работы пружины и ее конструктивных особенностей.

По форме пружин: винтовые цилиндрические; конические; тарельчатые; кольцевые; клинчатые.

По форме пружины подразделяют на цилиндрические, конические, спиральные, пластинчатые, тарельчатые и др.; по форме сечения витков – с круглым, квадратным, прямоугольным сечением; по направлению навивки – правые и левые.

По форме пружины делятся на цилиндрические и фасонные, а по виду нагрузки – на пружины сжатия, растяжения и скручивания. У пружин, работающих на сжатие ( рис. 178, б), витки расположены на некотором расстоянии друг от друга. У пружин, не работающих на растяжение ( рис. 178, в), витки плотно прилегают один к другому. Концы пружин, работающих на сжатие, прижимают к смежным виткам, а в пружинах, работающих на растяжение, последние витки отгибают на 90 и загибают в виде полуколец и колец.

По форме пружины разделяются на цилиндрические, конические и фигурные ( призматические, бочкообразные и др.), а по роду работы – на пружины, работающие на сжатие, растяжение и скручивание.

К неточностям формы пружин, нуждающимся в ограничении допуском, относятся: 1) отклонение от перпендикулярности шлифованных торцовых поверхностей опорных витков к образующей наружной цилиндрической поверхности; 2) величина зазоров между опорным и следующим за ним витком.

Точка В соответствует свободной форме пружины. Эта форма пружины, как известно, достигается после навивки и заневолива-ния пружины вследствие появления в ней остаточных деформаций, благодаря чему после этих операций свободная пружина приобретает форму, близкую к спирали Архимеда.

Функции пружин

Все упругие компоненты, к которым приклады­вается нагрузка, являются пружинными элементами. Однако, пружины, в более узком смысле, означают только те упругие элементы, которые могут поглощать, сохранять и выпускать работу на относительно большое расстояние. Сохраненная энергия может также использоваться, для того чтобы поддерживать силу. Самые важные области применения промышленных пружин:

• Поглощение и демпфирование амортиза­торов;
• Хранение потенциальной энергии (пру­жинные двигатели);
• Применение силы (пружины сцепления);
• Вибрирующие системы (вибрационный стел);
• Измерение силы (пружинные весы).

Советы по выбору матраса

Чтобы выбрать матрас с независимым пружинным блоком и не ошибиться, рекомендуется не торопиться с покупкой. Отзывы покупателей не всегда могут отражать реальную картину. Известно, что мнения относительно параметров изделия не всегда могут совпадать.

Рекомендуется проконсультироваться с менеджером магазина, лично проверить изделие на жесткость. Если продавцы позволят полежать на матрасе, стоит воспользоваться предложением и лично убедиться, насколько матрас комфортен конкретно для вас.

Только убедившись, что это матрас, на котором вам хотелось бы спать, можно оформлять покупку.

Классификация блоков и их отличия

В зависимости от количества пружин, их формы и количества на 1 м2, различают несколько видов блоков. От их характеристики зависит, насколько комфортно себя будет чувствовать лежащий на матрасе человек.

Pocket Spring или TFK

Один из самых востребованных независимых пружинных блоков. Отличается хорошими ортопедическими характеристиками, обеспечивает оптимальную поддержку позвоночника.

Характеристика пружин:

• диаметр — около 6 см;
• бочонкообразная форма;
• шесть витков;
• 220–300 шт/м2.

Multipocket

Блок с отличными анатомическими и ортопедическими свойствами. Характеризуется высокой упругостью и способностью поддерживать тело в его естественном положении.

Характеристика пружин:

• диаметр не более 4-х см;
• цилиндрическая форма;
• количество витков —10–12;
• 500–1000 шт/м2, в зависимости от модели.

Micropocket

Упругий блок, рассчитанный на очень высокие нагрузки. Рекомендован не только покупателям с большим весом, но и тем, кто предпочитает жесткие поверхности для сна.

Характеристика пружин:

• диаметр — около 2,5 см;
• толщина проволоки — около 1мм;
• количество витков 12–14;
• форма пружины цилиндрическая;
• 500–1000 шт/м2.

Блок маловостребован из-за высокой цены.

Hour Glass

Пружинный блок отличается умеренной упругостью, отличными ортопедическими и анатомическими свойствами, которые получены благодаря оригинальной форме спиралей.

Характеристика пружин:

• диаметр — около 6 см;
• количество витков 7,5;
• форма пружин — «песочные часы»;
• не более 300 шт/м2.

Dual Spring

Пружинный блок с двойными пружинами. Название буквально переводится как «пружина в пружине». Идеально подходит для людей в большой разницей в весе, так как внешние спирали рассчитаны на 100кг нагрузки, а внутренние — на 150 кг.

Характеристика пружин:

• 256 шт/м2, внутренних — 128;
• диаметр — около 6 см;
• форма цилиндрическая.

Copper Coil

Блок — усовершенствованный аналог TFK. Отличается расположением пружин, что позволяет увеличить их количество до 300 шт. на 1 м2. Эта характеристика позволяет увеличить жесткость матраса.

Усиленные

Особая категория моделей, рассчитанных на нагрузки до 200 кг. В них для пружин используется более упругая проволока, увеличивается количество витков и число спиралей на 1 м2.

С зонами жесткости

Специальные модели, имеющие в составе пружины с различными характеристиками. Они распределяются в блоке зонально, что позволяет добиться разной поддержки тела, в зависимости от оказываемого давления на отдельном участке. Такая поддержка позволяет полностью расслабиться и сохранить правильное положение тела во время сна.

Центрирование пружин

На момент производства изделия проводится процедура центрирования. Она возможна только при применении специального оборудования. Среди особенностей отметим:

1. Практически все разновидности виды пружин имеют центральную ось, которая во многом определяет эксплуатационные характеристики детали.
2. При смещении центра есть вероятность передачи усилия под неправильным углом.
3. При длительной эксплуатации есть вероятность смещения расположения оси. Обслуживание некоторых механизмов предусматривает ее возвращение в прежнее положение.

Провести процедуру центрирования без специального устройства практически невозможно. Это связано с тем, что применяемая проволока после принятия своего положения сохраняет ее на протяжении всего последующего периода.

Что такое торсионные пружины и как они работают?

Торсионная пружина – это механизм, работающий за счёт скручивания. В отличие от предыдущего варианта, они устанавливаются непосредственно на валу. Когда вал приводится в движение приводом и крутится, пружина начинает раскручиваться и накапливает энергию. Если отпустить ручку ворот, они автоматически откроются, так как торсион будет стремиться вернуться в состояние покоя.

Торсионная пружина

Торсионный привод достаточно мощный и надёжный, потому используется для оснащения тяжёлых ворот, но может быть установлен и на небольшое полотно.

Преимущество торсионных пружин в том, что они легко справляются с тяжеловесными воротами – с калиткой, промышленные и т. п.

Ресурс торсионов такой же, как и у пружин растяжения, но при этом они более выносливые по поднимаемому весу. Однако регулярное обслуживание требуется даже таким выносливым механизмам. Торсионные пружины нужно подтягивать, чтобы избежать заклинивания или падения створки. Тут стоит отметить ещё одно преимущество – даже в случае неисправности сработает механизм предотвращения падения. Храповая муфта заблокирует движение полотна, и ни машина, ни человек не получат травм.

Торсион в конструкции секционных ворот

Устанавливать ворота с торсионами можно на проёмы с высотой 210 мм и более (в домашнем гараже) и 400 мм и более (в промышленном). Если такой возможности нет, можно рассмотреть вариант установки ворот внутри помещения, на внутренней части притолоки, но это повысит стоимость конструкции и монтажа.

Устойчивость пружин

Рассматриваемое изделие характеризуется довольно большим количество особенностей. Довольно распространена характеристика, связанная с непосредственной устойчивостью пружины при установке. Среди особенностей этого показателя отметим следующие моменты:

На момент проектирования механизма уделяется внимание устойчивости, которая рассматривается с учетом применения внутренних и наружных направляющих.
Часто можно встретить ситуацию, когда для увеличения устойчивости механизма при применении и уменьшения размеров в сжатом состоянии применятся конический вариант исполнения. Это связано с тем, что в сжатом состоянии рассматриваемый вид пружины имеет высоту, равную диаметру применяемой проволоки

Все кольца вкладываются друг в друга, что напоминает спираль.

Отличительной особенностью можно назвать то, что конический вид изделия характеризуется сугубо нелинейной характеристикой из-за равномерного изменения величины диаметра всех витков.

Составные пружины

Пружина составного типа используются в случае больших нагрузок. Среди особенностей отметим:

1. В большинстве случаев изделие работает на сжатие. При этом все элементы имеют одинаковую длину.
2. Составной вариант исполнения представлен сочетанием нескольких, которые имеют различный диаметр витков и вставляются друг в друга. При этом все они имеют общую ось, за счет чего обеспечивается равномерное распределение нагрузки.
3. Для снижения вероятности перескоков витков, из-за чего не происходит сжатие, их выполняют в противоположном направлении закручивания.

Подобный вариант исполнения получил весьма широкое распространение, устанавливается на автомобилях и другом оборудовании. Не стоит забывать о том, что за счет увеличения количества пружин существенно повышается стоимость изделия.

Призматические пружины

Может проводится также установка призматических пружин. Этот вариант исполнения характеризуется достаточно большим количеством недостатков. Свойствами изделия можно назвать следующее:

1. Изделие обладает относительно невысокой устойчивостью. При эксплуатации есть вероятность скручивания или искривления под нагрузкой. Именно поэтому в большинстве случаев проводится установка направляющих, которые размещаются внутри и снаружи. Опора во многом повторяет форму пружины.
2. Специалисты рекомендуют применять подобный вариант исполнения только в том случае, когда другие не подходят.
3. В большинстве случае ось витков располагается на призме, которая напоминает вил прямоугольника со скругленными углами.

Специалисты рекомендуют проводить подобный вид пружины только в том случае, когда другие не подходят. Именно поэтому они не получили широкое распространение и применяются крайне редко.

Устойчивость пружин

Рассматриваемое изделие характеризуется довольно большим количество особенностей. Довольно распространена характеристика, связанная с непосредственной устойчивостью пружины при установке. Среди особенностей этого показателя отметим следующие моменты:

На момент проектирования механизма уделяется внимание устойчивости, которая рассматривается с учетом применения внутренних и наружных направляющих.
Часто можно встретить ситуацию, когда для увеличения устойчивости механизма при применении и уменьшения размеров в сжатом состоянии применятся конический вариант исполнения. Это связано с тем, что в сжатом состоянии рассматриваемый вид пружины имеет высоту, равную диаметру применяемой проволоки

Все кольца вкладываются друг в друга, что напоминает спираль.

Отличительной особенностью можно назвать то, что конический вид изделия характеризуется сугубо нелинейной характеристикой из-за равномерного изменения величины диаметра всех витков.

Категории пружин по конструкции

Один из самых популярных способов деления пружин на виды – с учетом их конструкции. Итак, можно выделить несколько типов изделий.

Винтовые пружины. Всем известный вид пружин, встречающийся практически везде, скажем, в автомобильных подвесках или шариковых ручках. Винтовые пружины бывают цилиндрической формы, с равным диаметром витков, или конической, с переменным диаметром. Конические пружины применяются, скажем, при производстве амортизаторов.

Торсионные пружины. В целом они похожи на винтовые, однако работают на кручение или изгиб. Используется подобный тип изделий в маятниках, в измерительных приборах, в подвесках тяжелых автомобилей. Также с их помощью изготавливаются механизмы открытия ворот, разнообразные противовесы и проч.

Спиральные пружины. Представляют собой плоские пружины из закрученной по спирали ленты. В сжатом (заведенном) состоянии такая пружина имеет запас потенциальной энергии, а потому используется в часах, самописцах и др. механизмах.

Тарельчатые пружины. Продукция их этой категории внешне совсем не напоминает пружины и состоит из нескольких соединенных между собой дисков («тарелок»). Главное преимущество тарельчатых пружин в том, что они слабо деформируются даже при очень больших нагрузках, поэтому их применяют в предохранительных клапанах, тормозных системах разных агрегатов, например, лифтов и ж/д транспорта.

Волновые пружины. Представляют собой изогнутую по синусоиде металлическую ленту, плавно навитую по спирали вокруг оси. Плюс волновых пружин в их компактности, что позволяет уменьшить габариты узла в целом. Используются в механизмах, требующих высокой точности: подшипниках, опорных узлах, трубопроводной арматуре. Могут также заменять тарельчатые пружины.

Газовые пружины. Эти пружины стоят особняком, так как изготавливаются не из проволоки, а состоят из заполненного газом цилиндра и поршня. Применяются в мебельной, автомобильной индустрии для создания подъемных и раскладных механизмов.