59453 skanuj0148 (10)

Materiały stosowane do wyrobu sprężyn. Różnorodne wymagania stawiane sprężynom powodują konieczność stosowania materiałów o dużej wytrzymałości, zwłaszcza zmęczeniowej, oraz wysokiej granicy sprężystości i plastyczności. Na sprężyny stalowe stosuje się najczęściej stale wysokowęg-lowe i stopowe, ujęte w normie PN-74/H-84032, oraz drut patentowany, tzw. fortepianowy (PN-71/M-80057). Własności wytrzymałościowe wybranych stali sprężynowych podano w tabl. 7.1.

Sprężyny wykonuje się z drutów (rzadziej z prętów), taśm i blach. Technologia wykonania sprężyn zależy od ich wymiarów i kształtu, postaci materiału wyjściowego, a także od wielkości produkcji. Sprężyny pracujące w środowisku korodującym oraz sprężyny stykowe, stosowane np. jako łączniki elektryczne, są wykonywane z odpowiednich stopów metali nieżelaznych, np. z brązu krzemowego, fosforowego lub berylowego, mosiądzu wysokonik-lowego itp.

Niektóre rodzaje sprężyn wykonuje się z drewna prasowanego, a ostatnio również z tworzyw sztucznych, np. z poliestrowego laminatu szklanego.

7.3. Sztywność i praca sprężyny

Podstawową cechą użytkową sprężyn jest ich sztywność, wyrażona w postaci stosunku F/f lub M/<p. Zależność ta jest przedstawiana na wykresach zwanych charakterystykami sprężyn (rys. 7.2). Sprężyny mogą być podatne („miękkie”), łatwo odkształcające się już przy niewielkim obciążeniu (linia 1 na rys. 7.2) lub sztywne, „twarde” (linia 2).

Rys. 7.2. Charakterystyki sprężyn: 1,2 — o stałej sztywności, 3 — o sztywności wzrastającej (sprężyna progresywna), 4 — o sztywności malejącej (sprężyna degresywna) [wg 3]

Rozróżnia się sprężyny o sztywności stałej (linie proste 1,2 na rys. 7.2) oraz o sztywności zmiennej (krzywe 3, 4). Mianem sztywności sprężyny określa się stosunek obciążenia F do odkształcenia /. Większość sprężyn ma sztywność stałą; otrzymuje się dla nich charakterystyki liniowe. Sprężyny o zmiennej sztywności mają charakterystyki nieliniowe: progresywne — o sztywności wzrastającej w miarę wzrostu obciążenia (krzywa 3) i degresywne — o sztywności malejącej (krzywa 4).

Charakterystykę progresywną mają m.in. sprężyny śrubowe stożkowe. Po osiągnięciu określonego obciążenia granicznego zwoje osiadają jedne na drugich lub na powierzchni oporowej; osiadanie powinno nastąpić w momencie

148