Jaka jest różnica między sprężynami naciągowymi a dociskowymi?

Sprężyny naciągowe i dociskowe znajdują się dosłownie po przeciwnych stronach spektrum sprężyn. Sprężyny naciągowe służą przede wszystkim do trzymania dwóch elementów razem, podczas gdy sprężyny naciskowe najlepiej zapobiegają stykaniu się elementów. Obydwa wykorzystują konstrukcję cewki dla elastyczności i wytrzymałości, ale działają na podstawie dwóch różnych zasad sprężystej energii potencjalnej.

Sprężyna naciągowa jest zwykle wykonana z drutu o mniejszej średnicy i bardzo ciasno nawinięta. Oba końce mogą mieć pętle lub haczyki do mocowania. Sprężyny na trampolinie dziecięcej są doskonałym przykładem działania sprężyn naciągowych. Każda sprężyna jest przymocowana do sekcji płótna i metalowej ramy nośnej. Bez obciążenia sprężyny naciągowe pozostają zwarte i nierozciągnięte. Gdy dziecko skacze po płótnie, poszczególne sprężyny przyjmują część obciążenia, a zwoje rozciągają się.

W tym momencie, gdy zwoje są maksymalnie rozciągnięte, sprężyna zawiera najwięcej energii potencjalnej. Kiedy sprężyny z siłą powracają do swoich pierwotnych pozycji, cała ta energia zostaje uwolniona i dziecko jest wyrzucane w powietrze. Jest to podstawowa funkcja sprężyny naciągowej, pozwalająca sile zewnętrznej na wytworzenie naprężenia, ale następnie wykorzystująca energię potencjalną do ponownego połączenia elementów. Najgorsze uszkodzenie, jakie może wytrzymać sprężyna naciągowa, to rozciągnięcie poza jej naturalne granice. Po uszkodzeniu zwojów sprężyny naciągowej nie może ona powrócić do pierwotnego stanu naprężenia. Sprężyny naciągowe zwykle mają pierścienie lub pętle na każdym końcu, aby ułatwić łączenie z komponentami.

Sprężyny dociskowe są zaprojektowane tak, aby działały inaczej. Zazwyczaj są one wykonane z drutu o większej średnicy i nie są nawijane w ciasne zwoje. Sprężyny naciskowe mogą mieć na każdym końcu pierścienie, które podtrzymują ich obciążenia. Dziecięcy pogo-skoczek lub amortyzator samochodowy to przykłady technologii sprężyn naciskowych. Sprężyna jest naturalnie w stanie spoczynku, gdy jest rozciągnięta. Gdy dziecko skacze na drążku pogo, sprężyna wewnątrz zabawki jest naciskana w dół. Dziecko może przyłożyć do sprężyny tylko pewną ilość siły, więc będzie ona zawierać tylko podobną ilość energii potencjalnej. Sprężyna naciskowa zawiera największą energię potencjalną, gdy jest ściśnięta. Sprężyna powraca do swojej naturalnej pozycji, po drodze uwalniając swoją energię. Z tego odrzutu dziecko zostaje wyrzucone w powietrze.

Jeden mniejszy przykład sprężyny naciskowej nazywa się sprężyną Belleville lub podkładką Belleville. Podkładka jest w rzeczywistości dyskiem z wyraźnie zakrzywionym środkiem. Gdy na podkładkę działa siła, zaczyna się ona spłaszczać i stawać się silniejsza. Inżynierowie często używają sprężyn Belleville w różnych kombinacjach, aby powielić właściwości innych systemów sprężyn. Podkładki te są często używane, gdy na przykład dwie części maszyny muszą być zawieszone lub zabezpieczone przed niepotrzebnymi wstrząsami.

Sprężyny dociskowe można również znaleźć w materacach i fundamentach odpornych na trzęsienia ziemi. Głównym problemem, z jakim borykają się sprężyny naciskowe jest możliwość zginania się pod naciskiem. Jeśli sprężyna naciskowa otrzyma nierównomierne obciążenie, cewki mogą wygiąć się i ulec uszkodzeniu. Z tego powodu wiele sprężyn naciskowych jest chronionych elastycznymi, ale mocnymi osłonami butów wykonanymi z gumy, tkaniny lub tworzywa sztucznego. Aby uniknąć poważnych awarii, należy wziąć pod uwagę całkowitą długość sprężyny naciskowej. Długość sprężyny naciskowej musi być kontrolowana (jeśli nie jest prowadzona), aby upewnić się, że nie wygina się ani nie wygina. Sprężyny dociskowe mają zwykle płasko szlifowane końce, dzięki czemu są one do siebie równoległe, co zapewnia równomierną siłę w całym skoku.
Sprężyny rozciągane i ściskane mogą mieć różne zastosowania, ale każda z nich pokazuje użyteczność energii potencjalnej i wiele zastosowań konstrukcji cewki.