Sprężyna: Różnice pomiędzy wersjami

Przeglądaj historię interaktywnie

[wersja przejrzana]

← poprzednia edycja następna edycja →

Usunięta treść Dodana treść

WizualnieWikikod

Jednokolumnowy

Wersja z 00:02, 4 sty 2020

Sprężyna – element sprężysty używany w budowie maszyn, głównie jako łącznik w połączeniach sprężystych.

Historia

Zasadę sprężyny wykorzystano już kilkanaście tysięcy lat temu w łuku, w którym występuje nagłe wyładowanie się nagromadzonej energii mechanicznej, a także w niektórych pułapkach na zwierzęta (w postaci silnie napiętych prętów drewnianych). W okresie rzymskim do miotania pocisków podczas walk na morzu wykorzystywano sprężystość odgiętych desek (przykład sprężyny płaskiej). Około 1485 roku projekt Leonarda da Vinci przewidywał, aby kuszę gigant, używaną dawniej do walk oblężniczych, zaopatrzyć w łuk z płaskowników metalowych (rodzaj resoru piórowego). Wypada wspomnieć również o miniaturowej kuszy ze stali, wynalazku hiszpańskich Maurów z XV w. Kuszę taką łatwo było ukryć nawet w rękawie. Około 1500 sprężyna występuje w nowej, ważnej postaci – sprężyny spiralnej, która zaczęła odgrywać rolę źródła energii w zegarach. W 1616 Veranzio Fausto, autor książki o maszynach, podaje rysunek powozu na resorach. Po 50 latach resory ze stali na pewno już były używane. Sprężyna śrubowa rozwinęła się prawdopodobnie ze spiralnej. Istniała już pod koniec XVIII w. Około 1800 J. Bramah zbudował maszynę do nawijania tego rodzaju sprężyn. Sprężyny tapicerskie natomiast wynaleziono w 1826 w Anglii.

Innym zastosowaniem sprężyny jest akumulacja energii mechanicznej, na przykład w napędzie tradycyjnych mechanizmów zegarowych. Sprężyny używane są też do amortyzowania uderzeń (np. zderzak kolejowy, resor) oraz do pomiaru siły (siłomierze).

Charakterystyka

Przykłady charakterystyki sprężyn:
1 – progresywna, 2 – liniowa,
3 – degresywna, 4 – z napięciem wstępnym,
5 – łamana progesywna

Charakterystyka sprężyny to podana w postaci graficznej zależność siły wywieranej na nią (lub momentu) od jej ugięcia (kąta obrotu). Charakterystykę sprężyn można podzielić na cztery grupy:

progresywna (stożkowa),
łamana,
liniowa,
degresywna.

W najprostszym przypadku dla sprężyn zakłada się liniową zależność siły sprężystości $F$ od wychylenia sprężyny z położenia równowagi $x{:}$

F=-kx,

gdzie: $k$ jest współczynnikiem sprężystości (stałą sprężyny), określającym przyrost siły sprężyny wraz z jej ugięciem.

Wówczas energia zgromadzona w odkształconej sprężynie wynosi:

E_{p}={\frac {1}{2}}kx^{2}.

Klasyfikacja sprężyn

Ze względu na sposób obciążenia sprężyny można podzielić na:

Rodzaje sprężyn:

@@ Linia 1: / Linia 1: @@
 {{Inne znaczenia|elementu sprężystego|[[Sprężyna (powieść)|Sprężyna - powieść Małgorzaty Musierowicz]]}}
-{{Dopracować|źródła=2013-10 }}
+{{Dopracować|źródła=2013-10}}
 [[Plik:Ressort de compression.jpg|thumb|Sprężyna naciskowa]]
 [[Plik:Schnürung.jpg|thumb|Sprężyny tapicerskie]]
@@ Linia 8: / Linia 8: @@
 == Historia ==
 Zasadę sprężyny wykorzystano już kilkanaście tysięcy lat temu w [[Łuk (broń)|łuku]], w którym występuje nagłe wyładowanie się nagromadzonej [[energia mechaniczna|energii mechanicznej]], a także w niektórych pułapkach na zwierzęta (w postaci silnie napiętych prętów drewnianych). W okresie rzymskim do miotania pocisków podczas walk na morzu wykorzystywano [[sprężystość]] odgiętych desek (przykład [[sprężyna płaska|sprężyny płaskiej]]).
-Ok. 1485 roku projekt [[Leonardo da Vinci|Leonarda da Vinci]] przewidywał, aby kuszę-gigant, używaną dawniej do walk oblężniczych, zaopatrzyć w łuk z [[płaskownik]]ów metalowych (rodzaj [[resor piórowy|resoru piórowego]]). Wypada wspomnieć również o miniaturowej kuszy ze [[stal]]i, wynalazku hiszpańskich [[Maurowie|Maurów]] z XV w. [[kusza|Kuszę]] taką łatwo było ukryć nawet w rękawie. Ok. 1500 sprężyna występuje w nowej, ważnej postaci – [[sprężyna spiralna|sprężyny spiralnej]], która zaczęła odgrywać rolę źródła energii w [[zegar]]ach. W 1616 Veranzio Fausto, autor książki o maszynach, podaje rysunek powozu na [[resor]]ach. Po 50 latach resory ze stali na pewno już były używane. [[Sprężyna śrubowa]] rozwinęła się prawdopodobnie ze spiralnej. Istniała już pod koniec XVIII w. Około 1800 J. Bramah zbudował maszynę do nawijania tego rodzaju sprężyn. Sprężyny tapicerskie natomiast wynaleziono w 1826 w Anglii.
+Około 1485 roku projekt [[Leonardo da Vinci|Leonarda da Vinci]] przewidywał, aby kuszę gigant, używaną dawniej do walk oblężniczych, zaopatrzyć w łuk z [[płaskownik]]ów metalowych (rodzaj [[Resor|resoru piórowego]]). Wypada wspomnieć również o miniaturowej kuszy ze [[stal]]i, wynalazku hiszpańskich [[Maurowie|Maurów]] z XV w. [[kusza|Kuszę]] taką łatwo było ukryć nawet w rękawie. Około 1500 sprężyna występuje w nowej, ważnej postaci – [[sprężyna spiralna|sprężyny spiralnej]], która zaczęła odgrywać rolę źródła energii w [[zegar]]ach. W 1616 Veranzio Fausto, autor książki o maszynach, podaje rysunek powozu na [[resor]]ach. Po 50 latach resory ze stali na pewno już były używane. [[Sprężyna śrubowa]] rozwinęła się prawdopodobnie ze spiralnej. Istniała już pod koniec XVIII w. Około 1800 J. Bramah zbudował maszynę do nawijania tego rodzaju sprężyn. Sprężyny tapicerskie natomiast wynaleziono w 1826 w Anglii.
-Innym zastosowaniem sprężyny jest akumulacja [[energia mechaniczna|energii mechanicznej]], na przykład w napędzie tradycyjnych [[mechanizm]]ów [[Zegar|zegarowych]]. Sprężyny używane są też do amortyzowania uderzeń (np. [[Zderzak (kolejnictwo)|zderzak kolejowy]], [[resor]]) oraz do pomiaru siły ([[siłomierz]]e).
+Innym zastosowaniem sprężyny jest akumulacja [[energia mechaniczna|energii mechanicznej]], na przykład w napędzie tradycyjnych [[mechanizm]]ów [[zegar]]owych. Sprężyny używane są też do amortyzowania uderzeń (np. [[Zderzak (kolejnictwo)|zderzak kolejowy]], [[resor]]) oraz do pomiaru siły ([[siłomierz]]e).
 == Charakterystyka ==
-[[Plik:Federkennlinie.svg|thumb|220px|Przykłady charakterystyki sprężyn:<br /> 1 – progresywna, 2 – liniowa,<br /> 3 – degresywna, 4 – z napięciem wstępnym,<br />5 – łamana progesywna]]
+[[Plik:Federkennlinie.svg|thumb|220px|Przykłady charakterystyki sprężyn:<br />1 – progresywna, 2 – liniowa,<br />3 – degresywna, 4 – z napięciem wstępnym,<br />5 – łamana progesywna]]
 [[Plik:2006-02-04 Metal spiral.jpg|thumb|Sprężyna – zabawka]]
 Charakterystyka sprężyny to podana w postaci graficznej zależność siły wywieranej na nią (lub momentu) od jej ugięcia (kąta obrotu). Charakterystykę sprężyn można podzielić na cztery grupy:
-* progresywna (stożkowa)
+* progresywna (stożkowa),
-* łamana
+* łamana,
-* liniowa
+* liniowa,
-* degresywna
+* degresywna.
-W najprostszym przypadku dla sprężyn zakłada się liniową zależność [[siła sprężystości|siły sprężystości]] ''F'' od wychylenia sprężyny z położenia równowagi ''x'':
+W najprostszym przypadku dla sprężyn zakłada się liniową zależność [[siła sprężystości|siły sprężystości]] <math>F</math> od wychylenia sprężyny z położenia równowagi <math>x{:}</math>
-:: <math>F=-kx</math>
+:: <math>F=-kx,</math>
-gdzie: ''k'' jest [[Współczynnik sprężystości|współczynnikiem sprężystości]] (stałą sprężyny), określającym przyrost siły sprężyny wraz z jej ugięciem.
+gdzie: <math>k</math> jest [[Współczynnik sprężystości|współczynnikiem sprężystości]] (stałą sprężyny), określającym przyrost siły sprężyny wraz z jej ugięciem.
 Wówczas energia zgromadzona w odkształconej sprężynie wynosi:
-:: <math> E_p = \frac{1}{2}kx^2</math>
+:: <math>E_p = \frac{1}{2}kx^2.</math>
 == Klasyfikacja sprężyn ==
 Ze względu na sposób obciążenia sprężyny można podzielić na:
-* [[ściskanie|ściskane]]
+* [[ściskanie|ściskane]],
-* [[rozciąganie|rozciągane]]
+* [[rozciąganie|rozciągane]],
-* [[skręcanie|skręcane]]
+* [[skręcanie|skręcane]],
-* [[zginanie|zginane]]
+* [[zginanie|zginane]].
 Rodzaje sprężyn:
-* [[sprężyna śrubowa]]
+* [[sprężyna dociskowa]]
-* sprężyna piórowa
+* [[sprężyna krążkowa]]
-* [[sprężyna naciskowa]]
 * [[sprężyna naciągowa]]
+* [[sprężyna naciskowa]]
+* [[sprężyna pierścieniowa]]
+* [[sprężyna piórowa]]
 * [[sprężyna płaska]]
-* [[sprężyna wielokrotna]]
 * [[sprężyna spiralna]]
-* [[sprężyna krążkowa]]
+* [[sprężyna śrubowa]]
-* [[sprężyna pierścieniowa]]
+* [[sprężyna wielokrotna]]
 * [[sprężyna zaworowa]]
-* [[sprężyna dociskowa]]
 {{Commons|Spring (device)}}