Что можно сделать из маленькой пружины. Изготовление пружины своими руками. Старинные банки и канистры от автомобилей

Пружины – упругие элементы конструкций, служащие для накопления или рассеяния механической энергии. Они окружают нас со всех сторон — под клавишами клавиатуры компьютера, в подвеске автомобиля и в подъемном механизме дивана. Наиболее распространены витые пружины сжатия. Существует несколько способов сделать их.

Витые пружины сжатия

Упругие элементы могут иметь различные пространственные формы. Исторически первыми пружинами освоенными человеком, были листовые. Их и сегодня можно видеть — это рессоры у большегрузных грузовиков. С развитием технологий люди научились изготавливать более компактные витые пружины, работающие на сжатие. Кроме них, используются и пространственные упругие элементы.

Особенности конструкции

Такие пружины при работе принимают нагрузку вдоль своей оси. В начальном положении между их витками существуют просветы. Приложенная внешняя сила деформирует пружину, длина ее уменьшается до тех пор, пока витки не соприкоснуться. С этого момента пружина представляет собой абсолютно жесткое тело. По мере уменьшения внешнего усилия форма изделия начинается возвращаться к первоначальной вплоть до полного восстановления при исчезновении нагрузки.

Основными характеристиками, описывающими геометрию детали, считают:

Диаметр прутка, из которого навита пружина.
Число витков.
Навивочный шаг.
Внешний диаметр детали.

Внешняя форма может отличаться от цилиндрической и представлять собой одну из фигур вращения: конус, бочку (эллипсоид) и другие

Шаг навивки бывает постоянный и переменный. Направление навивки – по часовой стрелке и против нее.

Сечение витков бывает круглым, плоским, квадратным и др.

Концы витков стачиваются до плоской формы.

Область эксплуатации

Шире других используются цилиндрические винтовые пружины постоянного внешнего диаметра и постоянного шага. Они применяются в таких областях, как

Машиностроение.
Приборостроение.
Транспортные средства.
Добыча полезных ископаемых промышленность.
Бытовая техника.

и в других отраслях.

Требования к пружинам

Для эффективного функционирования работы требуются следующие свойства:

высокая прочность;
пластичность;
упругость;
износостойкость.

Чтобы обеспечить проектные значения этих параметров, требуется правильно выбрать материал, точно рассчитать размеры, разработать и соблюсти технологию изготовления.

Государственными стандартами определяются требования к изготовлению пружин. По допустимым отклонениям они относятся к одной из точностных групп:

менее 5%;
менее 10%;
менее 20%.

Строгие требования предъявляются к точности соблюдения геометрии, чистоте поверхности.

Не соответствуют стандарту изделия с царапинами и прочими наружными дефектами, снижающими ресурс изделия и срок его эксплуатации

Требования к материалу

Прочностные параметры и отказоустойчивость изделия во многом определяются материалом, из которого его решили сделать. Металлурги выделяют в классификации сталей специальные рессорно-пружинные стали. Они обладают специфической кристаллической структурой, определяемой как химическим составом, так и проводимой термической обработкой изделий. Высоколегированные сплавы повышенной чистоты и высокого металлургического качества обеспечивают высокую упругость и пластичность, способны сохранять свои физико-механические свойства после многократных деформаций.

Популярность среди конструкторов механизмов приобрели пружинные сплавы 60С2А, 50ХФА и нержавейка 12Х18Н10Т

Особенности технологии

Технологический процесс изготовления упругих элементов зависит от технических требований, предъявляемых к конструкции. Сделать пружину не так просто, как обычную деталь, которая не должна обладать особыми упругими свойствами. Для этого требуется специальное оборудование и оснастка.

Навивка пружин с круглым сечением витка проводится следующими методами:

Холодная. Применяется для малых и средних размеров (диаметр проволоки до 8 миллиметров).
Горячая. Для больших диаметров.

После навивки упругие элементы подвергают различным видам термообработки. В ее ходе изделие приобретает заданные свойства.

Технология холодной навивки без закалки

Сначала необходимо сделать подготовительные операции. Перед тем, как из проволоки навивать заготовку, ее подвергают процедуре патентирования. Она заключается в нагреве материала до температуры пластичности. Такая операция готовит проволоку к предстоящему изменению формы.

В ходе операции навивки должны быть выдержаны следующие параметры:

Внешний диаметр изделия (для некоторых деталей нормируется внутренний диаметр).
Число витков.
Шаг навивки.
Общая длина детали с учетом последующих операций.
Соблюдение геометрии концевых витков.

Далее проводится стачивание концевых витков до плоского состояния. Это необходимо сделать для обеспечения качественного упора в другие детали конструкции, предотвращения их разрушения и выскальзывания пружины.

Следующий этап технологического процесса — термообработка. Холодная навивка пружин предусматривает только отпуск при низких температурах. Он позволяет усилить упругость и снять механические напряжения, возникшие в ходе навивки.

Исключительно важно точно соблюдать проектный график термообработки, тщательно контролируя температуру и время выдержки.

После термообработки необходимо сделать испытательные и контрольные операции.

Далее по необходимости могут наноситься защитные покрытия, предотвращающие коррозию. Если они наносились гальваническим методом, изделия подвергаются повторному нагреву для снижения содержания водорода в приповерхностном слое.

Технология холодной навивки с закалкой и отпуском

Первые этапы технологии совпадают с предыдущим процессом. На стадии термообработки начинаются изменения. Она проводится в несколько этапов:

Закалка. Заготовку нагревают до заданной температуры, выдерживают от 2 до 3 часов. Далее подвергают скоростному охлаждению, погружая в емкость с минеральным маслом или солевым раствором. В ходе стадии закалки заготовки должны находиться в горизонтальном положении. Это позволит избежать из деформации
Отпуск. Заготовку нагревают до 200-300° и выдерживают несколько часов для снятия внутренних напряжений и улучшения упругих свойств.

Далее также проводятся измерительные и контрольные операции. Прошедшие контроль заготовки направляют на пескоструйную обработку для снятия окалины. При необходимости следует сделать также и дробеструйную обработку для повышения прочности поверхностного слоя металла.

Завершает процесс нанесение защитного покрытия.

Технология горячей навивки с закалкой и отпуском

Перед навивкой заготовку нагревают до температуры пластичности одним из следующих методов

муфельная печь;
газовая горелка;
высокочастотный нагрев.

Термическая обработка включает в себя закалку и низкотемпературный отпуск.

Графики термообработки строятся исходя из свойств материала и размеров заготовки.

Чтобы сделать упругий элемент, требуется специализированное оборудование. Это навивочные станки. Сделать деталь можно и на обычном токарном станке, но потребуется его дооборудование специальной оснасткой. Средние и крупные серии изготавливают на полуавтоматических установках, работающих с минимальным вмешательством оператора. Сделать пружину из проволоки можно и вручную. Для этого также потребуется специальная оснастка.

На следующем этапе механической обработки торцы шлифуются на торцешлифовочных станках. При единичном производстве или малых сериях это можно сделать шлифовальном круге.

Термообработка проводится с применением оправок, предотвращающих деформацию изделия, в специализированных печах для закалки и отпуска. Обе операции можно сделать и в универсальной печи.

Для контроля качества используются нагрузочные установки и измерительные комплексы. При единичном производстве измерения можно сделать и универсальным инструментом.

При создании различных устройств очень полезно иметь под рукой пружины. Само собой возникает вопрос: сколько, какого типа и размера могут понадобиться в следующий раз и как сделать пружину своими руками?

При этом иногда возникает ситуация, когда сложно найти пружину, которая идеально соответствует твоим требованиям. Так почему бы не сделать свою собственную?

Создание пружин может показаться пугающим, но при помощи базового инструмента и с простой инструкцией каждый из вас сможет создать ее.

В этой статье я покажу вам, как сделать некоторые из них, сначала самые простые, а затем я перейду к некоторым «продвинутым» инструментам, но это не добавит процессу создания сложности.

Шаг 1: Типы

Вот несколько из множества типов пружин, которые мы научимся делать. Слева направо:

Натяжная
Сжимающая
Коническая
Торсионная

Шаг 2: Начнём работу при помощи базовых инструментов

Вы сможете начать создавать множество разных типов при помощи инструментов, обозначенных в списке:

штырь диаметром 1.4 см
струна для пианино или проволока
плоскогубцы с кусачками
зажимы
беспроводная дрель

Шаг 3: Обрежем штырь

Сначала возьмите деревянный штырь и обрежьте его до длины примерно 12 см. Затем прорежьте в одном из его концов паз, он будет предназначаться для струны. Штырь диаметром примерно 1.4 см подойдёт лучше всего потому, что он хорошо крепится в патроне дрели.

Шаг 4: Создание натяжной пружины

Беспроводные дрели хороши тем, что можно настраивать скорость их вращения. Для безопасности всегда пользуйтесь плоскогубцами — если провод соскочит, то он может порезать вам руки.

Закрепите дрель на столе при помощи зажимов. Одна рука лежит на кнопке включения дрели, а вторая зажимает плоскогубцы. Проворачивайте дрель столько, сколько вам нужно, пока не добьётесь необходимого количества витков. Во время намотки удерживайте шнур под напряжением, и пружина будет поворачиваться лучше.

Шаг 5: Сгибание струны

После намотки, я согнул плоскогубцами оставшиеся кончики и получил натяжную пружину. Экспериментируя, вы можете добиться различных размеров петелек.

Шаг 6: Сжимающая

Для нее потребуется более длинный штырь, в котором также будет вырезан паз. Во время намотки, отмеряйте расстояние между витками на глаз. Это потребует от вас практики, но занятие на самом деле очень занимательное.

Когда пружина была готова, я провел тест (см. последнюю фотографию). Я поместил ее на штырь, придавил её сверху небольшим деревянным бруском и быстро отпустил — брусок выстрелил до потолка.

Шаг 7: Коническая

Коническая делается при помощи дрели и ленточной шлифовальной машины.

Используя ту же технику намотки, я посадил струну в пазик на штыре. Когда пружина была полностью намотана, я обрезал её концы, и коническая пружина была готова. Ее я сделал дважды, и второй вариант вышел более хорошим.

Шаг 8: Торсионная

Для изготовления торсионной я использовал латунный стержень, так как деревянный штырь не выдерживал нагрузки и ломался. Чтобы создать пружину, сделайте несколько витков и оставьте прямой участок струны с обоих концов. Изогнув концы струны, вы создадите хорошую торсионную пружину.

Шаг 9: Заключение

На фотографиях вы видите сжимающую и набор различных пружин, которые я сделал в домашних условиях.

Я надеюсь, изготовление окажется для вас простым занятием и поможет вам сделать множество интересных проектов. Если вы используете их постоянно, то это также сэкономит вам деньги.

Пружину, которая будет долго служить и максимально эффективно выполнять свои задачи, можно изготовить не только на производстве. Да, там есть возможность полностью соблюсти весь производственный процесс, все его параметры, правильно выбрать характеристики всех технологических процессов (например, температуру закалки). Однако простую пружину для механизма, который работает в щадящем режиме, можно сделать и своими руками.

Для этого понадобятся следующие материалы:

непосредственно пружина и проволока подходящего для задуманного агрегата размера;
газовая горелка;
слесарный инструмент;
тиски;
бытовая или термическая печь.

Диаметр

Если диаметр проволоки не более 2 мм, то пружину можно сделать, не применяя термическую обработку. Для этого необходимо таким образом разогнуть проволоку, чтобы она стала абсолютно ровной, а затем с усилием намотать ее на оправку.

Что касается диаметра оправки, то он должен быть немного меньше, чем внутренний диаметр пружины, который вы хотите получить. Это необходимо для компенсации упругой деформации. Скорее всего, придется несколько раз разгибать и свивать пружину, попробовать оправки нескольких размеров, чтобы подобрать нужный диаметр. Между витками пружины сжатия расстояние должно быть немного большим, чем уже у готовой пружины. Два крайних витка должны хорошо и плотно прилегать друг к другу.

Если же диаметр пружины, которую вы хотите использовать как исходный материал больше 2 мм, то, прежде чем начинать с ней работу, ее нужно подвергнуть отжигу. Потому что без этой процедуры такую толстую проволоку невозможно выпрямить и навить.

В первую очередь нужно правильно подобрать материал для будущей пружины - это половина успеха. В производстве используются сплавы цветных металлов (65Г, 60ХФА, 60С2А, 70СЗА, Бр. Б2 и т.д.) или специальные стали (углеродистые или легированные). Если же вы решили сделать пружину самостоятельно, самым подходящим материалом для этого станет другая пружина нужного размера (обращать внимание нужно на диаметр проволоки, из которой она изготовлена).
Отжиг лучше всего проводить в специальной термической печи. Если же вам не удалось найти такую, то используйте кирпичную или металлическую. Разведите огонь на березовых дровах и в угли положите пружину. Подождите, пока она не раскалится докрасна, и пусть она продолжает лежать в печи до полного ее охлаждения. После такой процедуры отжига проволока станет пригодной для навивания.
Выпрямите ее и намотайте на оправку. Делайте это так, как описано выше. При процедуре изготовления пружины витки навивайте вплотную друг к другу.
Теперь , чтобы она не потеряла форму. Для этого ее необходимо нагреть до температуры 830-870 градусов и опустить в трансформаторное масло (можно использовать и веретенное). Естественно, что вы не сможете по приборам отслеживать нужную температуру, поэтому определяйте ее визуально по цвету нагретого металла. При температуре 830-900°С металл имеет светло-красный цвет. Если такой оттенок появился - пружина дошла до нужного состояния.
После закалки нужно сжать пружину до сжимания витков и оставить ее, не разжимая, на 20-40 часов. Затем сточите на точильном агрегате концы пружины и изделие готово.

На свалку! Запчасти от него могут пригодиться в быту.

1 из 17

Изголовье кровати из автомобильного капота

Посмотрите внимательно-изголовье этой кровати на самом деле старый автомобильный капот! Встроенные полки за капотом предлагают удобное место для хранения книг и мелочевки.

2 из 17

Скамейка из пружин и частей пикапа

Продукт совместных усилий дизайнера интерьеров и механика, это единственная в своем роде скамейка, сделанная из старой задней двери, пружин и рессор.

3 из 17

Держатель для бумаг и мелочевки

Пространство между каждым витком спиральной пружины может быть легко использовано для хранения файлов, документов и мелочевки на вашем столе.

4 из 17

Старинные банки и канистры от автомобилей

Старые банки, канистры и масленки из Европы, Америки или СССР способны украсить ваши полки и придать им винтажный шарм.

5 из 17

Номерной знак, как крыша для скворечника

Даже наши пернатые друзья ценят хорошее обращение и красивый дизайн! Сделайте им скворечник, для крыши пригодиться старый номерной знак. Лучше всего подойдет веселый из Штатов. Он красочнее и шире наших аналогов.

6 из 17

Используйте рампу как ножки для стола

Да, вы можете превратить старые запчасти в удивительно шикарную мебель.

7 из 17

Декоративные автомобильные колпаки

Немного воображения и трудолюбия, и в вашем саду на даче могут появится такие прекрасные растения. Поливать их не обязательно. Стебли- из сломанной ручки от лопаты, цветы- из автомобильных колпаков, листья из полотна лопаты.

8 из 17

Руль вместо карниза

Пропустите занавески через старое тракторное колесо, установленное на стене и у вас появятся симпатичные карнизы. Прикручивайте сильнее, рули от тракторов тяжелые.

9 из 17

Мотоциклетная фара в качестве лампы

Пусть старые фары продолжают светиться, превратите их в ретро лампы с необычайным ретро шармом.

10 из 17

Тракторный обод для тахты

Чтобы дать тракторному ободу новую жизнь в качестве уютной мебели, покрасьте его и установите мягкое сидение. Тахта готова.

11 из 17

Покрышка вместо клумбы

Вы когда-нибудь думали, что старая шина может выглядеть так красиво? Все, что вам нужно, это баллончик с краской, цепь и крюк, чтобы сделать эту удивительно прекрасную клумбу.

12 из 17

Шины вместо лавочки

Надоела лавочка у крыльца? Возьмите автомобильные шины, покрасьте их в яркие цвета, добавьте мягкие сиденья и красивые подушки. Уют создан!

13 из 17

Номерные знаки могут украсить ступеньки на лесенке

Если вы любите изобретать, придумывать разные интересные поделки, для многих из них может понадобиться пружина. Быстро сделать пружину не получится, поскольку как бы просто это ни казалось, потрудиться всё же придётся. Перед тем как сделать пружину, нужно изготовить вспомогательное устройство для накрутки прута. Оно будет удерживать стальной прут, а вы станете делать витки, превращая заготовку в пружину. Нужно соблюдать правила безопасности, чтобы не пораниться, поскольку работа будет проводиться с молотком и дрелью.

Что нужно для пружины

Тиски (2 штуки);
Дрель или перфоратор;
Стальной прут для подготовки пружины (1 штука);
Гвозди (один или два). Можно использовать плотную нитку для скрепления деревянных дощечек. К гвоздям понадобится молоток;
Заготовки дощечек (деревянные, 2 штуки);
Проволока для изобретения (1 штука).

Инструкция по изготовлению пружины

Устройство, которое вы будете изготавливать, позволит сделать витки на проволоке, превращая её в пружину. Начать нужно с подготовки дощечек. Для этого вам понадобится гвоздь и дрель.

Посмотрите и оцените размер, вернее, диаметр прута на срезе. Именно такого размера и должна быть дыра, проделанная в дощечках дрелью. Можно приложить край пружины к дощечке (сбоку), отметить карандашом диаметр и сделать дыру на несколько миллиметров меньше, поскольку когда проволока будет наматываться, превращаясь в пружину, прут сделает отверстие немного больше.
Возьмите обе дощечки, сбейте их гвоздём или обвяжите и скрепите ниткой, проделайте отверстие дрелью. Если вы не знаете, как сделать пружину своими руками, нужно соблюдать поэтапные действия, и тогда всё получится. Теперь нужно проделать ещё одну дыру, чтобы вставить в неё прут, закрепить его для того, чтобы начать накручивать пружину.
Перед тем как начать закручивать пружину, нужно подготовить прут. Необходимо сделать на конце прута ручку, загнув немного заготовку в сторону. Это поможет сделать витки на проволоке и превратить в пружину. Можно прикрепить к железной ручке пластмассу или деревянный брусок, чтобы было удобней держать.
Теперь поместите прут в дыру, посмотрите, где будет находиться место пересечения его и верхней дыры. Вам понадобится проволока, которую вы поместите в отверстие, сделанное для прута, чтобы закрепить её. Теперь поставьте метку на пруте на месте его пересечения с верхней дырой. Можно нанести на него краску, а затем надпилить, чтобы получилась ячейка. Сделайте место, чтобы поместилась проволока.
Нужно поместить деревянные заготовки в тиски, закрепить их там. Затем следует вставить железный прут в проделанные отверстия, в которые поместите и проволоку, чтобы она оказалась в ячейке, подготовленной заранее. Нужно край проволоки просунуть в отверстие, закрепить его в отверстии на пруте. Когда всё подготовлено, можно приступать к изобретению самой пружины.
Начинайте делать вращательные движения прутом, держа его за подготовленную ручку. Накручивайте проволоку по кругу, чтобы получались витки. Вращайте ручку прута по его оси, заготовка пружины будет накручиваться. Кода проволока полностью будет намотана на прут, она пройдёт с другой стороны деревянного приспособления, но уже в виде пружины. То есть сама пружина выйдет внизу, поэтому поставьте тиски на краю стола. Аккуратно снимите пружину, не вынимая прут из тисков. Теперь пружина готова!