Sprężyna spiralna

Sprężyna napędowa zegarka

Włos – element regulatora balansowego zegarka

Sprężyna spiralna – sprężyna wykonana z cienkiej taśmy stalowej obciążana momentem skręcającym, wywołującym w taśmie naprężenia zginające. W zależności od długości taśmy można osiągnąć różne kąty skrętu.

Sprężyny te powszechnie stosowano do lat 80. XX w. jako sprężyny napędowe np. w zegarkach i zegarach oraz jako tzw. włos – element regulatora balansowego. Obecnie zegary mechaniczne zostały wyparte przez zegary elektroniczne, a sprężyny napędowe stosowane są najczęściej do napędu zabawek mechanicznych.

Zgromadzona energia

Przy założeniu, że poszczególne zwoje sprężyny nie stykają się ze sobą, energię zakumulowaną w sprężynie można obliczyć ze wzoru:

${\displaystyle U=\int \limits _{0}^{L}dU=\int \limits _{0}^{L}{\frac {M^{2}}{2EJ}}ds,}$

gdzie:

${\displaystyle L}$ – długość sprężyny,

${\displaystyle M}$ – moment zginający w dowolnym przekroju sprężyny,

${\displaystyle E}$ – współczynnik sprężystości podłużnej,

${\displaystyle J}$ – osiowy moment bezwładności przekroju elementu ${\displaystyle ds.}$

Kąt obrotu

Jeśli materiał odkształca się zgodnie z prawem Hooka, to kąt obrotu sprężyny spowodowany działaniem momentu ${\displaystyle M_{0}}$ można wyliczyć ze wzoru:

${\displaystyle \varphi ={\frac {\partial U}{\partial M_{0}}}=\int \limits _{0}^{L}{\frac {M}{EJ}}{\frac {\partial M}{\partial M_{0}}}ds.}$

Zobacz też

• sprężyna napędowa

Bibliografia

• Stefan Żukowski: Sprężyny. Warszawa: PWT, 1955.