Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των ελατηρίων επέκτασης και συμπίεσης;

Τα ελατήρια επέκτασης και συμπίεσης βρίσκονται κυριολεκτικά στις αντίθετες πλευρές του φάσματος των ελατηρίων. Τα ελατήρια επέκτασης χρησιμοποιούνται κυρίως για να συγκρατούν δύο εξαρτήματα μεταξύ τους, ενώ τα ελατήρια συμπίεσης είναι τα καλύτερα για να μην συναντώνται τα εξαρτήματα αρχικά. Και οι δύο χρησιμοποιούν σχέδιο πηνίου για ελαστικότητα και αντοχή, αλλά λειτουργούν σύμφωνα με δύο διαφορετικές αρχές ελαστικής δυναμικής ενέργειας.

Ένα ελατήριο επέκτασης κατασκευάζεται συνήθως από σύρμα μικρότερου μετρητή και τυλίγεται πολύ σφιχτά. Και τα δύο άκρα μπορεί να έχουν βρόχους ή γάντζους για λόγους προσάρτησης. Τα ελατήρια στο τραμπολίνο ενός παιδιού είναι χαρακτηριστικά παραδείγματα ελατηρίων επέκτασης σε δράση. Κάθε ελατήριο είναι προσαρτημένο σε ένα τμήμα καμβά και στο μεταλλικό πλαίσιο στήριξης. Χωρίς φορτίο, τα ελατήρια επέκτασης παραμένουν συμπαγή και μη τεντωμένα. Καθώς το παιδί πηδά στον καμβά, τα μεμονωμένα ελατήρια δέχονται τμήματα του φορτίου και τα πηνία τεντώνονται.

Σε αυτό το σημείο, όταν τα πηνία τεντώνονται στα όριά τους, το ελατήριο περιέχει τη μεγαλύτερη δυναμική ενέργεια. Όταν τα ελατήρια επιστρέφουν με δύναμη στην αρχική τους θέση, όλη αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται και το παιδί εκτοξεύεται στον αέρα. Αυτή είναι η κύρια λειτουργία ενός ελατηρίου επέκτασης, που επιτρέπει σε μια εξωτερική δύναμη να δημιουργήσει τάση αλλά στη συνέχεια χρησιμοποιεί δυναμική ενέργεια για να τραβήξει τα εξαρτήματα πίσω μαζί. Η χειρότερη ζημιά που μπορεί να υποστεί ένα ελατήριο επέκτασης είναι ένα τέντωμα που ξεπερνά τα φυσικά του όρια. Μόλις καταστραφούν τα πηνία ενός ελατηρίου επέκτασης, δεν μπορεί να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση τάνυσης. Τα ελατήρια επέκτασης έχουν συνήθως δακτυλίους ή βρόχους σε κάθε άκρο για να διευκολύνουν τη σύνδεση με τα εξαρτήματα.

Τα ελατήρια συμπίεσης έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν διαφορετικά. Γενικά κατασκευάζονται από σύρμα μεγαλύτερου διαμετρήματος και δεν τυλίγονται σε σφιχτά πηνία. Τα ελατήρια συμπίεσης μπορεί να έχουν δακτυλίους σε κάθε άκρο που υποστηρίζουν τα φορτία τους. Ένα παιδικό μπαστούνι pogo ή ένα αμορτισέρ αυτοκινήτου είναι και τα δύο παραδείγματα τεχνολογίας ελατηρίων συμπίεσης. Το ελατήριο είναι φυσικά σε ηρεμία όταν βρίσκεται σε εκτεταμένη θέση. Καθώς το παιδί πηδά στο ραβδί pogo, το ελατήριο μέσα στο παιχνίδι πιέζεται προς τα κάτω. Το παιδί μπορεί να ασκήσει μόνο μια ορισμένη ποσότητα δύναμης στο ελατήριο, επομένως θα περιέχει μόνο παρόμοια ποσότητα δυναμικής ενέργειας. Το ελατήριο συμπίεσης περιέχει τη μεγαλύτερη δυναμική ενέργεια όταν έχει ωθηθεί μαζί. Το ελατήριο επιστρέφει στη φυσική του θέση, απελευθερώνοντας την ενέργειά του στην πορεία. Το παιδί προωθείται στον αέρα από αυτή την ανάκρουση.

Ένα μικρότερο παράδειγμα ελατηρίου συμπίεσης ονομάζεται ελατήριο Belleville ή ροδέλα Belleville. Το πλυντήριο είναι στην πραγματικότητα ένας δίσκος με ένα ευδιάκριτα καμπύλο κέντρο. Καθώς ασκείται δύναμη στη ροδέλα, αρχίζει να ισοπεδώνεται και να γίνεται πιο δυνατή. Οι μηχανικοί χρησιμοποιούν συχνά ελατήρια Belleville σε διάφορους συνδυασμούς για να αντιγράψουν τις ιδιότητες άλλων συστημάτων ελατηρίων. Αυτές οι ροδέλες χρησιμοποιούνται συχνά κάθε φορά που δύο μέρη μιας μηχανής πρέπει να αναρτηθούν ή να προστατευθούν από περιττό κραδασμό, για παράδειγμα.

Τα ελατήρια συμπίεσης μπορούν επίσης να βρεθούν σε στρώματα και αντισεισμικά θεμέλια. Το κύριο πρόβλημα που αντιμετωπίζουν τα ελατήρια συμπίεσης είναι η δυνατότητα κάμψης υπό πίεση. Εάν ένα ελατήριο συμπίεσης δέχεται ανομοιόμορφο φορτίο, τα πηνία μπορεί να λυγίσουν και να αστοχήσουν. Για το λόγο αυτό, πολλά ελατήρια συμπίεσης προστατεύονται με εύκαμπτα αλλά σταθερά καλύμματα μπότας κατασκευασμένα από καουτσούκ, ύφασμα ή πλαστικό. Προκειμένου να αποφευχθούν μεγάλες βλάβες, πρέπει να ληφθεί υπόψη το συνολικό μήκος ενός ελατηρίου συμπίεσης. Το μήκος ενός ελατηρίου συμπίεσης πρέπει να ελέγχεται (αν δεν καθοδηγείται) για να διασφαλιστεί ότι δεν λυγίζει ή λυγίζει. Τα ελατήρια συμπίεσης έχουν συνήθως επίπεδα άκρα γείωσης έτσι ώστε να είναι παράλληλα μεταξύ τους και εξασφαλίζουν ομοιόμορφες δυνάμεις σε όλη τη διαδρομή.
Τα ελατήρια επέκτασης και συμπίεσης μπορεί να έχουν διαφορετικές εφαρμογές, αλλά το καθένα καταδεικνύει τη χρησιμότητα της δυναμικής ενέργειας και τις πολλές χρήσεις ενός σχεδιασμού πηνίου.