Cara menentukan arah belitan (kiri atau kanan) pegas torsi stainless steel sesuai kebutuhan aplikasi

Sebagai komponen mekanik presisi, arah belitan a pegas torsi baja tahan karat tidak sembarangan; itu ditentukan oleh mekanika teknik yang ketat dan persyaratan aplikasi. Pemilihan belitan kiri atau kanan yang tepat sangat penting untuk memastikan kinerja pegas, memperpanjang umur kelelahan, dan mencegah kegagalan. Dari sudut pandang profesional, prinsip inti dalam memilih arah belitan pegas torsi adalah bahwa arah tegangan-torsi selama pengoperasian harus menyebabkan kumparan pegas mengencang (mengurangi diameter dalam), bukan mengembang (menambah diameter dalam).

Definisi dan Penilaian Arah Berliku

Sebelum mempelajari mekanisme pemilihan, penting untuk memperjelas definisi belitan kiri dan kanan.

Belitan kanan (RH): Dari sudut pandang pengamat, jika kawat ujung pegas terus memanjang searah jarum jam, maka pegas dianggap lilitan kanan.

Belitan kiri (LH): Dari sudut pandang pengamat, jika kawat ujung pegas terus memanjang berlawanan arah jarum jam, maka pegas dianggap sebagai belitan kiri.

Dalam praktiknya, pegas dapat dipegang tegak dengan ibu jari menghadap ke atas dan jari ditekuk. Jika arah kumparan sejajar dengan arah tekukan jari tangan kanan, berarti tangan kanan; jika sejajar dengan arah tekukan jari tangan kiri, berarti kidal. Penentuan ini menjadi dasar untuk semua analisis penerapan torsi selanjutnya.

Prinsip Inti Seleksi Berdasarkan Karakteristik Stres

Fungsi utama pegas torsi baja tahan karat adalah untuk menyimpan dan melepaskan energi sudut, sehingga kumparan mengalami tegangan lentur. Pilihan arah belitan secara langsung mempengaruhi efek gabungan dari pembentukan tegangan sisa dan tegangan kerja, yang sangat penting dalam menentukan umur lelah pegas.

Efek Simetris dari Sisa dan Stres Kerja:

Selama proses pembuatan dan penggulungan pegas torsi, tegangan sisa dihasilkan pada kawat. Tegangan sisa ini bersifat tekan pada bagian luar kawat dan tarik pada bagian dalam.

Desain yang ideal adalah untuk memastikan bahwa tegangan lentur yang dihasilkan oleh torsi kerja dan tegangan sisa yang dihasilkan oleh proses penggulungan berada pada arah yang berlawanan, sehingga saling mengimbangi dan secara efektif mengurangi tegangan maksimum pada permukaan pegas.

Mengontrol Perubahan Diameter Kumparan:

Ketika pegas menerima beban puntir, diameter bagian dalam pegas berubah.

Ketika arah pembebanan mengencangkan kumparan (mengurangi diameter bagian dalam), tegangan tarik di bagian dalam kawat berkurang, yang membantu meningkatkan kekuatan lelah.

Ketika arah pembebanan memperluas kumparan (meningkatkan diameter dalam), tegangan tarik di bagian dalam kawat meningkat, memperburuk konsentrasi tegangan dan mudah menyebabkan kegagalan dini.

Prinsip Kesimpulan: Pegas tangan kanan harus menerapkan torsi searah jarum jam; pegas kidal harus memberikan torsi berlawanan arah jarum jam. Dengan kata lain, pegas harus dibebani dengan arah yang memperkecil diameter kumparan.

Menentukan Arah dalam Skenario Aplikasi Khas

Dalam sistem mekanis yang kompleks, persyaratan penerapan pegas torsi dapat diringkas ke dalam kategori berikut, yang menentukan arah belitannya:

Sistem Penggerak dan Reset Searah:

Syarat: Jika pegas digunakan untuk memberikan torsi pada satu arah (misalnya untuk menutup pintu atau menyetel ulang tuas), maka arah putaran komponen penggerak harus ditentukan terlebih dahulu.

Pemilihan: Jika aplikasi memerlukan torsi pemulih searah jarum jam dari pegas, pegas harus berputar berlawanan arah jarum jam saat dibebani (untuk menyimpan energi), sehingga pegas sebelah kiri harus dipilih. Sebaliknya, jika diperlukan torsi pemulih berlawanan arah jarum jam, pegas sebelah kanan harus dipilih.

Sistem Seimbang Pegas Ganda (misalnya, Pintu Garasi):

Persyaratan: Dalam sistem seimbang tugas berat seperti pintu garasi, biasanya digunakan dua pegas torsi, yang dipasang di kedua ujung tabung torsi. Mereka harus memberikan torsi yang berlawanan untuk menyeimbangkan berat pintu dan mencegah defleksi poros.

Pilihan: Saat menghadap pintu garasi, pegas sisi kiri biasanya bertangan kanan (memberikan torsi searah jarum jam), sedangkan pegas sisi kanan biasanya bertangan kiri (memberikan torsi berlawanan arah jarum jam) untuk memastikan penggulungan dan pelepasan kabel sinkron di kedua sisi. Konfigurasi simetris ini merupakan persyaratan teknik untuk penyeimbangan gaya.

Batasan Ruang dan Kenyamanan Pemasangan:

Pada beberapa perangkat kompak, kaki pegas dapat mengganggu komponen di sekitarnya. Posisi awal dan akhir kaki menentukan sudut putaran yang dibutuhkan, sedangkan arah belitan mempengaruhi okupansi ruang kaki.

Desain profesional memerlukan pemodelan CAD 3D untuk memastikan bahwa pegas dan kakinya tidak bersentuhan dengan komponen lain dalam keadaan dibelokkan sepenuhnya, sehingga memudahkan perakitan.

Tindakan Penghindaran dalam Desain Profesional

Hindari Pembebanan Terbalik: Dalam keadaan apa pun, hindari memuat pegas dengan arah yang menyebabkan kumparan terlepas. Hal ini tidak hanya menyebabkan peningkatan tegangan yang tajam tetapi juga dapat menyebabkan hilangnya nada, meningkatkan gesekan antar kumparan, dan memperburuk keausan.

Mandrel Fit: Baik berliku ke kiri atau ke kanan, diameter bagian dalam berkurang saat dibebani. Saat merancang diameter mandrel, ID minimum dalam keadaan dibelokkan penuh harus digunakan sebagai referensi, sehingga memberikan jarak yang cukup untuk mencegah pengikatan atau gesekan yang berlebihan.