Obserwacja i pomiary sprężyn przy użyciu mikroskopu cyfrowego
Podobnie jak śruby, sprężyny są często używanymi elementami mechanicznymi w różnych urządzeniach, takich jak samochody, urządzenia elektryczne i przedmioty codziennego użytku. W tym rozdziale przedstawiono przegląd sprężyn i przykłady ich obserwacji i pomiaru przy użyciu mikroskopu cyfrowego.
- Typowe rodzaje sprężyn
- Materiały i wymiary sprężyn ściskanych
- Przykłady obserwacji i pomiarów sprężyn przy użyciu mikroskopu cyfrowego
Typowe rodzaje sprężyn
Sprężyny zwojowe
- Sprężyny zwojowe ściskane
-
Sprężyny zwojowe ściskane wytwarzają siłę przeciwną przy obciążeniu w kierunku ściskania. Ich konstrukcja ma albo równy rozstaw zwojów, albo stożkowy kształt. Sprężyny tego typu są powszechnie stosowane w samochodowych układach zawieszenia.
Sprężyna zwojowa o równym rozstawie zwojów 
Sprężyna zwojowa stożkowa - Sprężyny zwojowe rozciągane
-
Sprężyny zwojowe rozciągane wytwarzają siłę przeciwną przy obciążeniu w kierunku rozciągania. Na obu końcach sprężyny znajdują się haki. Sprężyny tego typu są powszechnie stosowane w stopkach rowerowych i urządzeniach pomiarowych.
Sprężyna zwojowa rozciągana
- A: Haki
- Sprężyny zwojowe skrętne
-
Sprężyny zwojowe skrętne wytwarzają siłę przeciwną, gdy ich zwoje poddawane są ruchowi skrętnemu wokół osi sprężyny. Na obu końcach sprężyny mogą znajdować się haki. Sprężyny tego typu są powszechnie stosowane w zamkach drzwiowych i dziurkaczach.
Sprężyna zwojowa skrętna (z hakami) 
Sprężyna zwojowa skrętna (bez haków)
Sprężyny płytkowe
- Sprężyny płaskie
- Sprężyny płaskie są najbardziej rozpowszechnionym typem sprężyn płytkowych i często są określane po prostu jako sprężyny płytkowe. Sprężyny tego typu są powszechnie stosowane w wyłącznikach.
- Sprężyny płytkowe warstwowe
- Sprężyny warstwowe płytkowe są wykonane z wielu sprężyn płytkowych o różnych długościach, umieszczonych jedna na drugiej. Im więcej warstw zostanie zastosowanych, tym większą wytrzymałość będzie miała sprężyna. Sprężyny tego typu są powszechnie stosowane w układach zawieszenia samochodów ciężarowych (nazywane są również resorami piórowymi).
- Sprężyny stożkowe talerzowe
- Sprężyny stożkowe talerzowe powstają poprzez wydrążenie środka stożkowej sprężyny płytkowej. Sprężyny tego typu są powszechnie stosowane jako podkładki zapobiegające odkręcaniu się śrub.
- Sprężyny spiralne
- Sprężyny spiralne powstają poprzez zwinięcie płytki lub paska materiału w kształt spirali. Sprężyny tego typu są powszechnie stosowane w zegarkach mechanicznych.
Materiały i wymiary sprężyn ściskanych
Materiały na sprężyny zwojowe
- Hartowany drut stalowy
- Jest to najmniej kosztowny ze wszystkich metalowych materiałów na sprężyny, stosowany w różnych produktach codziennego użytku.
Symbol: SWC - Drut fortepianowy
- Ze względu na wyższą wytrzymałość na rozciąganie od drutu stalowego hartowanego oraz większą twardość i odporność na zmęczenie, do produkcji sprężyn przemysłowych powszechnie stosuje się drut fortepianowy.
Symbol: SWP - Stal nierdzewna
- Stal nierdzewna zapewnia wyższą odporność na korozję i wysokie temperatury niż drut fortepianowy, co sprawia, że jest podstawowym materiałem sprężyn zwojowych.
Symbol: SUS
Wymiary sprężyn zwojowych ściskanych
- Opis wymiaru
-
Wymiar Opis Średnica drutu Średnica drutu, z którego wykonana jest sprężyna.
Symbol: d (mm/cal)Średnia średnica zwoju Średnia zewnętrzna i wewnętrzna średnica zwoju.
Symbol: D (mm/cal)Zewnętrzna średnica zwoju Średnica zewnętrznej krawędzi zwoju.
Symbol: Do (mm/cal)Wewnętrzna średnica zwoju Średnica wewnętrznej krawędzi zwoju.
Symbol: Di (mm/cal)Wysokość swobodna Wysokość sprężyny bez obciążenia.
Symbol: Hf (mm/cal)Aktywne zwoje Liczba zwojów wykorzystywanych przez sprężynę do wytwarzania siły.
Symbol: NaCałkowita liczba zwojów Liczba wszystkich zwojów pomiędzy obydwoma końcami sprężyny.
Symbol: NtSkok Odległość między środkami spiralnie zwiniętego drutu.
Symbol: P (mm/cal)
Przykłady obserwacji i pomiarów sprężyn przy użyciu mikroskopu cyfrowego
Poniżej przedstawiono najnowsze przykłady obserwacji i pomiarów sprężyn przy użyciu mikroskopu cyfrowego 4K firmy KEYENCE z serii VHX.
Obserwacja zwoju z wykorzystaniem kompozycji głębi
Funkcja kompozycji głębi umożliwia obserwację sprężyny z ostrym widokiem wszystkich zwojów.
Obraz po usunięciu odbicia pierścieniowego
Funkcja usuwania odbicia pierścieniowego umożliwia obserwację bez odblasków.
Obraz w trybie efektu cienia optycznego
Tryb efektu cienia optycznego można wykorzystać do wizualizacji szczegółowych struktur powierzchni bez konieczności stosowania SEM.
