Mikä on kevät? Tyypit, sovellukset ja toiminta teollisuudessa?
Kevät on mekaaninen komponentti sekä elastinen osa, jonka ensisijainen tehtävä on “muodonmuutos kuormituksen alla ja alkuperäisen muodon palauttaminen” kun kuormitus poistetaan. Elastisuutensa ansiosta kevät ei muutu pysyvästi muodoltaan.
Kevään aiheuttama voima tunnetaan nimellä “kuormitus”, ja sitä voidaan mitata paunoina, kilogrammoina tai muina voiman yksiköinä.
Teräksestä valmistettu kierrekehä voi laajentua kaksinkertaiseksi pituudestaan menettämättä elastisuusominaisuuttaan.
Suurin osa päivittäin käyttämistämme esineistä sisältää kierrejousia, jotka ovat usein näkymättömiä.
Valojen päälle ja pois kytkeminen, ja jopa avaimen laittaminen etuoveen sisään pääsemiseksi. Mutta on monia jousityyppejä, ja jokaisella on tiettyjä etuja tiettyihin käyttötarkoituksiin.
Enimmäkseen jousia käytetään teollisissa sovelluksissa kuten
Iskunvaimentimet
Lelut
Kellot energian varastoimiseksi ja monissa muissa jousien käyttötarkoituksissa.
Jousia käyttää jokainen teollisuus vastatakseen erityistarpeisiinsa. Erilaisiin vaatimuksiin on saatavilla erilaisia jousia eri muodoissa, kokoissa ja suunnittelussa.
Joustojen tyypit
Jousia on monenlaisia, koska ne valmistetaan erilaisista materiaaleista, muodoista, toiminnoista jne. Jouset jaetaan kolmeen pääkategoriaan ja lukuisin alaluokkiin.
#1 Kierrejouset
Kierrejouset
Kierrejouset ovat yleisimmin käytettyjä joustetyyppejä tuotannon yhteydessä. Näitä jousityyppejä kääritään siten, että ne näyttävät langalta. Kierreksi muotoillut johdot (kuten nimi kertoo) eri poikkileikkauksilla voivat muodostaa kierrejousia.
Ezoic
Näitä jousia toimii yleensä Hooken lain mukaan, joka toteaa, että elastisuusalueella sovellettu jännitys on suoraan verrannollinen aiheutuneeseen jännitykseen. Ne ovat erittäin luotettavia ja voivat tarjota vakaan jousinopeuden. Kierrejouset jaetaan neljään päätyyppiin, jotka käsitellään alla.
Kierrejousen edut Kierrejousen haitat
Kierrejouset ovat erittäin luotettavia verrattuna muihin tyyppeihin. Kierrejousen suurin haitta on, että ne ovat melko kalliita.
Heillä on erinomainen vakiojoustovakio. Lisäksi on ongelma kuormituslaakereiden kanssa.
Näillä jousilla on yleensä hyvä vakaus.
#1 Jatkojouset
Jatkojouset
Jatkojouset on suunniteltu absorboimaan ja varastoimaan energiaa sekä vastustamaan vetovoimaa. Kun vetovoima kohdistuu, jousi venyy. Toisin kuin puristusjouset, jatkojouset ovat suljettuja kierteitä ja tunnetaan myös nimellä jännitysjouset.
Nämä jouset ovat yleensä kiinnitetty muihin komponentteihin molemmissa päissä, ja kun ne irrotetaan, jousi yrittää palauttaa ne yhteen. Jatkojouset kokevat kuormitusta nollavääntömomentilla niiden alkujännitteen vuoksi. Niitä käytetään yleisesti autoteollisuuden sisä- ja ulkopuolen sovelluksissa, autotallin ovikomponentteja, karburaattoreita jne.
Jatkojousen edut Jatkojousen haitat
Näitä voidaan täysin laajentaa ja supistaa, kun ne toimivat katto-ovien kanssa. Jatkojouset vaativat yleensä enemmän osia.
Tämä jousi kestää jopa 10 000 sykliä. Jatkojousissa voi esiintyä kulumista ja vaurioita.
#2 Vääntösuojat
Vääntösuojat
Vääntösuojat toimivat kiertämällä päätään akselinsa ympäri, joustava elastinen esine, joka varastoi mekaanista energiaa kiertäessä. Kun sitä kiertää, se kohdistaa vääntömomentin vastakkaiseen suuntaan, mikä on verrannollinen kiertymisen määrään.
Kiertämisen vuoksi nämä jouset käyttävät säteittäistä suuntaa, kun voima vaikuttaa säteittäisesti. Näitä nähdään yleensä sovelluksissa, jotka kiertävät alle 360 astetta. Vääntösuojat kestävät pitkään ja niitä voidaan helposti säätää kaikissa ajoneuvoissa. Niitä käytetään yleisesti vaatteiden pyykkipojissa, lehtiönsissä, kääntyvissä takatangoissa ja autotallin ovissa.
Vääntösuojan edut Vääntösuojan haitat
Nämä jouset ovat kiinteitä ja kestävät pitkään. Vääntösuojat eivät yleensä pysty tarjoamaan progressiivista jousivakioa.
Vääntösuojan voitelu ja ylläpito on helpompaa verrattuna jatkojouseen.
Nämä jouset mahdollistavat hallitun liikkeen.
#3 Puristusjouset
Puristusjouset
Puristusjousi on yleensä kierretyyppi, joka tarjoaa vastusta jousen puristamiseen kohdistuvalle voimalle. Näitä painetaan tai puristetaan kuormituksen avulla ja ne voivat vastustaa puristus- tai työntövoimaa.
Täydellinen esimerkki sen sovelluksesta on kuulakärkikynä, joka vastaa räjähtävää tulosta. Lisäksi sitä sovelletaan myös venttiili- ja jousitusjärjestelmäkäyttöön. Näiden etujen lisäksi ne voivat tarjota vakaan paineen ja palauttaa osan haluttuun tilaan.
Kompressionjousen edut Kompressionjousen haitat
Kompressionjouset voivat vastustaa toisen osan liikettä. Kompressionjouset ovat kalliita.
Se voi palauttaa osan haluttuun tilaan. Jousi menettää muotonsa ja vakauden, kun sitä käytetään liikaa.
Nämä jouset tarjoavat yleensä vakaan paineen. Jos jousi rikkoutuu, sitä on vaikea korjata.
#4 Spiraalijouset
Spiraalijouset
Spiraalijouset koostuvat kelautuneesta metallilangasta, yleensä litteässä spiraalissa tai heliximuodossa. Näitä jousia käytetään yleisesti energian varastointiin. Näitä jousityyppejä valmistetaan yhdistämällä suorakulmaisia metallilevyjä tasaisiin spiraaleihin.
Käytettäessä se varastoi sopivan määrän energiaa ja voi vapauttaa sitä tasaisella nopeudella. Tämä jatkuvan vapautuksen ominaisuus tekee siitä sopivan mekaanisille kelloille, leluille ja istuimen säätimille.
Lue myös: Auton pyörän kokoonpanon perusosat ja niiden toiminta
#2 Lehtijouset
Lehtijouset
Lehtijousi koostuu useista metallilevyistä, jotka ovat hieman kaarevia ylöspäin ja puristettu toistensa päälle. Se on yksinkertainen jousen muoto, jota käytetään yleisesti pyörillä varustettujen ajoneuvojen jousituksessa. Nämä on valmistettu suorakulmaisista metallilevyistä, joita kutsutaan myös lehdiksi.
Näitä kutsutaan joskus elliptiseksi jouseksi tai kärryjouseksi, yksi vanhimmista jousen muodoista. Lehtijousi muodostaa ohuen kaarevan jousiteräslangan, jonka poikkileikkaus on suorakulmainen. Yleisimmässä tyypissä kaaren keskellä on tilaa akselille, kun taas molemmissa päissä on silmukat, jotka mahdollistavat kiinnityksen ajoneuvon runkoon.
Lehtijousen edut Lehtijousen haitat
Lehtijouset ovat kevyitä ja tunnetaan vahvoina. Ajomukavuus ei ole yhtä hyvä johtuen lehtien välisestä kitkasta.
Tämä jousi tarjoaa hyvän tuen akselille ja runkopalkille. Ajan myötä nämä jouset menettävät muotonsa ja voivat vajota.
Se kestää suurempia kuormia kuin kierrejouset.
Lehtijousityypit
#1 Elliptinen lehtijousi
Elliptinen lehtipaino voidaan rakentaa yhdistämällä kaksi vastakkain päin olevaa puolieliptistä jousia. Tämä muodostaa ellipsin muodon. Elliptiset lehtijouset kiinnitetään runkoon ja akseliin.
Koska kaksi puolieliptistä jousia puristuvat samalla määrällä, jousen kiinnikkeitä ei tarvita. Vanhat autot voivat käyttää elliptisiä lehtijousia; niitä ei käytetä nykyaikaisissa ajoneuvoissa.
#2 Puolieliptinen lehtijousi
Nämä ovat yleisimmin autoissa esiintyviä lehtijousia. Ne on valmistettu teräslehdistä, jotka ovat eri pituisia, mutta leveys ja paksuus ovat samat. Kaksi päätä, päälehti, on korkeimmalla ja pisimmällä lehdellä. Teräslehdet on aseteltu puolieliptiseen muotoon.
Puolieliptisillä lehtijousilla on kiinteä pää, joka on tiukasti kiinnitetty ajoneuvon runkoon, ja vapaa pää, joka on kiinnitetty kiinnikkeeseen. Epätasaisella maastolla ajettaessa tämä auttaa vaihtelemaan lehtien pituutta ja vaimentamaan iskuja. Puolieliptiset lehtijouset ovat kestäviä, vähähuoltoisia ja helppoja korjata.
#3 Neliöelliptinen lehtijousi
Neliöelliptinen lehtijousi on antiikkinen lehtijousi, jota kutsutaan myös kannatinkiskotyypin lehtijouseksi. Niissä on pää, joka on kiinnitetty runkopuolen jäseneseen I-kiinnikkeellä tai U-kiristimellä. Yksi niistä on kiinnitetty vapaasti etuakseliin. Kun etuakselin palkkiin kohdistuu isku, lehdet suoristuvat vaimentaakseen iskun.
#4 Kolme neljäsosaa elliptistä lehtijousi
Nämä jouset löytyvät oven saranoista. Kun avaat oven, jousi varastoi pyörimisenergiaa; kun suljet sen, jousi käyttää varastoitua energiaa palauttaakseen oven alkuperäiseen asentoon. Jousen pyöriminen vaikuttaa pyörimisvoimaan.
Tämä lehtijousi yhdistää puolieliptisten ja neljänneselliptisten jousien ominaisuudet. Ajoneuvon runko on yhteydessä puolieliptisen osan toiseen päähän, ja neljänneselliptinen jousi on yhteydessä toiseen päähän. I-kiinnike kiinnittää neljänneselliptisen jousen toisen pään päähän ja runkoon.
Ezoic
#5 Ristikkäinen lehtijousi
Termi “ristikkäinen lehtijousi” viittaa puolieliptisen lehtijousen asettamiseen poikittain ajoneuvon leveyden suuntaisesti. Järjestelyssä pisin lehti on alhaalla, ja U-kiinnike pitää kiinni runkopalkin keskiosasta.
Ristikkäisissä lehtijousissa käytetään kahta kiinnikettä. Mutta koska ne voivat aiheuttaa kallistumista, ne eivät sovellu autoihin.
#3 Levyjouset
Levyjouset
Tunnetaan myös Belleville-jousina, nämä ovat ihanteellisia suurikuormitteisiin sovelluksiin, erityisesti tilan ollessa rajoitettu. Tämä jousi koostuu kuperasta levystä, jonka ulkoreuna liikkuu vastakkaiseen suuntaan levyn keskiosasta. Tämän vuoksi se luo suuren jousivoiman pienen liikkeen alueella.
Levyjousi kestää suuria kuormia suhteellisen pienen taivutuksen kanssa ja sillä on matala kiinteä korkeus verrattuna standardeihin kierrejousiin. Näitä jousityyppejä käytetään monipuolisesti valmistuksessa ja teollisuudessa. Levyjouset jaotellaan neljään tyyppiin, jotka on kuvattu alla.
Levyjousien edut Levyjousien haitat
Levyjouset tarjoavat suuren energianvarastointikapasiteetin ja pitkän käyttöiän. Kuormituspoikkeama levyjousessa on vaikea taata.
Näiden jousien käyttö säästää tilaa.
Se tarjoaa hyvän iskunvaimennuksen ja energian dissipaation.
#1 Belleville-levyjousi
Belleville-levyjousi on kuppimainen rakenne ja tunnetaan myös kartion muotoisena levyjousena. Ne eivät makaa litteinä. Ne ottavat vastaan perinteisen muodon, mikä puristuu ja mahdollistaa niiden tukevan raskaita kuormia.
#2 Kaareva levyjousi
Nämä jousityypit soveltavat kevyttä painetta liittimessään estääkseen löystymisen tärinän vuoksi. Ne tunnetaan myös kaarisihkoina. Ne toimivat hyvin tasaisesti jakamalla kuormia kierrekierteisissä pultteissa, ruuveissa ja muttereissa tärisevässä koneistossa.
#3 Reikälevyjousi
Reikälevyjousi, jossa on reikiä sekä ulko- että sisähalkaisijoissa, tunnetaan rei'itettynä levyjousena. Tämän seurauksena vipu kokee vähemmän jousikuormaa ja enemmän taivutusta. Rei'itettyjä levyjousia käytetään laajalti kytkimissä, ylikuormituskytkimissä ja automaattivaihteistoissa.
#4 Aaltolevyjousi
Aaltolevyjouset soveltuvat tarjoamaan tasaisia ja ennustettavia kuormituksia, koska niissä on useita aaltoja kierrosta kohden. Ne voivat toimia pehmusteena tässä tilanteessa absorboimalla aksiaalisen puristuksen aiheuttamaa rasitusta.
Muut joustotyypit
#1 Lineaariset jouset
Lineaarinen jousi on saman halkaisijan omaava koko pituudeltaan, ja tämä tasainen halkaisija antaa sille vakaan jousivakion. Toisin sanoen, jousen jousivakio ei muutu kuorman vaikutuksesta, ja jousen taivutus on verrannollinen sovellettuun voimaan.
Jotkut lineaariset jouset varastoivat energiaa puristuksen kautta eikä laajentumisen. Esimerkiksi, kun puristat tavanomaista nostokorjaa, työskentelet jousen kanssa, ja energia varastoituu jouseen. Näitä jousityyppejä kutsutaan myös vakionopeusjousiksi.
#2 Muuttuvavauhtiset jouset
Muuttuvavauhtiset jouset
Kuva: compare.parts
Muuttuvavauhtisen jousen jousivakio kasvaa jousen taivutuksen myötä. Muuttuvavauhtisella jousella ei ole samaa jousivakiota koko aksiaalisen pituuden alueella, eikä se ole yleensä vakio tai lineaarinen. Näitä jousia käytetään, kun valmistaja haluaa hallita jousivakiota.
Kartion muotoinen puristusmuuttuva jousi löytyy tyypillisesti akkuarkusta. Näillä jousilla voi olla useita vakiotasoja tai ne voivat puristuksen aikana saada asteittain kasvavan tai vähenevän jousivakion. Tämä tarjoaa monia etuja, ja monet tuotteet luottavat muuttuvavauhtisiin jousiin optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi.
#3 Tasojouset
Tasojouset
Tasapainot, kuten jouset, tulevat yleensä kaikenlaisissa muodoissa ja kokoisina. Nämä on valmistettu teräksestä ja ne soveltuvat ihanteellisesti sovelluksiin, joissa tila on rajoitettu tai joissa jousi voidaan käyttää osana kiinnitysjärjestelmää.
Nämä ovat käytännössä ohutmetalliosia, jotka voidaan muotoilla leimaamalla. Jousilevyt, PCB-jousikosketukset ja pidikkeet ovat hyviä esimerkkejä tasapainojousista. Kuitenkin on myös kierrettyjä tasapainojousia, kuten kellojousia ja voluuttejousia. Niiden muotoiluun tarvitaan myös lämpökäsittelyä.
Lue myös: Erilaiset mittausvälineet ja niiden käyttötarkoitukset
#5 Koneistettu jouset
Koneistettu jousi
Kuva: mondial.it
Koneistettu jousi on kappale materiaalia, joka on suunniteltu ja koneistettu tarkasti jousen ominaisuuksien mukaan. Kuten nimi viittaa, koneistetut jouset valmistetaan tyypillisesti CNC-koneilla ja sorveilla.
Se on suunniteltu tarjoamaan tarkkaa suorituskykyä puristuksessa, venytyksessä, väännössä, sivuttaisliikkeessä tai sivuttaisvääntymisessä. Näitä jousityyppejä käytetään raskaissa sovelluksissa, joissa vaaditaan korkeaa kestävyyttä ja tarkkuutta.
#6 Muoviset jouset
Muovinen jousi
Muoviset jouset ovat pelkkiä muovi- tai komposiittijousia, joita esiintyy yleisesti syövyttävissä ympäristöissä, kuten elintarviketuotannossa, lääketieteessä ja merenkulussa. Kulumisen vuoksi muovisia jousia tulisi käyttää vain epäsäännöllisissä jaksoissa.
Muovijousi on pääasiassa pieni asennustilavuudeltaan, erinomainen elastisuus, vahva jäykkyys, korkea tarkkuus, suorakulmainen materiaalimuoto, pintavärjäyskerros ja esteettinen ulkonäkö. Verrattuna tavallisiin jousiin, ne ovat suhteellisen uusia tilassa, ja tarvikkeiden saatavuus ei ole yhtä suuri.
Saatat pitää myös: Erilaiset laippatyypit ja niiden sovellukset
#7 Serpentiinijousi
Serpentiinijousi
Serpentiinijouset kulkevat siksak-muodossa istuimessa tai selkänojassa ja tarjoavat erinomaista mukavuutta ja kestävyyttä. Nämä jouset on valmistettu teräskierteestä, joka on muotoiltu jatkuvaksi (S) -muodoksi.
Niillä on korkeampi laatu, ne ovat paksumpia, vakaampia ja yleensä korroosionkestäviä. Näitä jousityyppejä valmistetaan jäykästä jousiteräskierteestä, ja ne toimitetaan rullalla sohvan valmistajalle. Jotkut siksak-jouset ovat ohuita ja asennetaan usein edullisiin sohviin.
#8 Kaasujouset
Kaasujousi käyttää puristettua kaasua (typpi- ja öljykaasu) suljetussa sylinterissä, jonka liukuva mäntä tiivistää, varastoidakseen potentiaalienergiaa pneumaattisesti ja kestääkseen ulkoisen voiman, joka kohdistuu mäntän akselin suuntaisesti.
Nämä ovat tankoja, jotka tukevat ovia, luukkuja, kansia ja suojuksia, jotka on saranoitu vaakasuoraan. Ne toimivat tukena eri tavoin, mukaan lukien nostaminen, asettaminen ja laskeminen. Koska ne ovat monipuolisia, niitä käytetään laajasti erilaisissa sovelluksissa.
#9 Tasapainuvibrit
Se on jousi, joka on kiinnitetty mekaanisen kellon tasapainokehässä. Tämä aiheuttaa tasapainokehässä värähtelyn resonanssitaajuudella, kun kello liikkuu. Se säätelee kellon rattaiden nopeutta, ja siten osoittimien liikkeen nopeutta.
Tasapainojousi on hieno spiraali- tai kierteinen torsiojousi, jota käytetään mekaanisissa kelloissa, keittiöajastimissa ja herätyskelloissa tasapainokehän värähtelyn säätämiseksi. Tasapainojousi on välttämätön lisävaruste tasapainokehälle, koska se saa sen värähtelemään edestakaisin.
Saatat pitää myös: Mitä alumiinia käytetään?
Materiaalit, joita käytetään jousien valmistukseen
Vaikka jousia pidetään yleisesti rautaisina, niiden valmistukseen käytetään monenlaisia materiaaleja. Näin ollen jousien ominaisuudet, lajikkeet ja käyttötarkoitukset määräytyvät materiaalityypeistä. Yleisimmät materiaalit on lueteltu alla:
#1 Berylliumkupariseos
Tämä materiaali tuottaa jousia, joissa on korkea lujuus, matala muodonmuutos ja erinomainen johtavuus. Sitä voidaan käyttää myös monimutkaisten muotojen ja rakenteiden luomiseen. Siksi kupariseos on hyvä materiaali jousien valmistukseen, esimerkiksi soittimissa, mittavälineissä ja luodeissa.
#2 Keraamiikka
Keraamiikka on hyvä materiaali jousien valmistukseen erittäin kuumiin ympäristöihin. Se on erittäin kova, vedenkestävä ja kulutusta kestävä. Se on myös kevyt ja sillä on alhainen kitkakerroin.
#3 Kumi tai Uretaani
Näitä materiaaleja voidaan käyttää sylinterimäisten, ei-kierteisten jousien valmistukseen. Niiden eristävyyden vuoksi niitä voidaan käyttää tuotteissa, joissa on aina magnetismin, korroosion tai tärinän ongelmia.
#4 Yhteen suuntaan suuntautuva lasikuitukomposiittimateriaali
Yhteen suuntaan suuntautuva lasikuitukomposiittimateriaali on vahva vahvistettu lasikuitu. Sen vahvuuden vuoksi valmistajat harkitsevat nyt sen käyttöä kaikkien jousien valmistukseen.
#5 Teräslasiseokset
Yleisimmin käytetty jousityyppi on teräslasiseos. Niitä voidaan parantaa lisämateriaaleilla, mutta ne ovat silti erittäin vahvoja ja pitkäkestoisia.
Jousien sovellukset
Jännitys- ja vetojousien sovellukset ovat
Auton ulko- ja sisäosat
Komeronovien kokoonpanot
Pihdit kiinnityksellä
Karburaattorit
Trampoliinit
Pesulaitteet
Maatalouskoneiden lelut
