Molle in acciaio inossidabile sono componenti cruciali nei macchinari di precisione e la "Molla di tensione a torsione" rappresenta un design unico all'interno di questa famiglia. Per apprezzarne il valore è fondamentale confrontarla con le convenzionali “Molla di Estensione” e “Molla di Torsione”.
1. Differenza fondamentale: modalità di caricamento e principio di funzionamento
1.1 Molla di estensione
- Modalità operativa: La molla di estensione è tipica caricato assialmente componente. Funziona resistendo forza di trazione e allungeosi lungo la sua direzione assiale.
- Stato di stress: Il corpo principale della molla (le spire) è sottoposto a sollecitazione di trazione , derivante dal materiale deformazione di taglio .
- Stoccaggio energetico: Immagazzina energia sotto forma di deformazione di taglio energy .
- Caratteristiche: Le bobine sono solitamente avvolte strettamente, deo origine a un parametro critico: Tensione iniziale – che immagazzina energia prima che venga applicata la forza esterna.
1.2 Molla di torsione
- Modalità operativa: La molla di torsione è tipica carico radiale/circonferenziale componente. Funziona resistendo a Coppia e ruotante attorno al suo asse centrale.
- Stato di stress: Il corpo principale della molla (le spire) è sottoposto a sollecitazione di flessione , non sollecitazioni di taglio o di trazione.
- Stoccaggio energetico: Immagazzina energia sotto forma di energia di deformazione flessionale .
- Caratteristiche: Tipicamente dotati di bracci o estremità sagomate per la trasmissione della coppia. Le prestazioni sono definite da Rigidità torsionale ($k_t$) .
1.3 Molla di tensione a torsione in acciaio inossidabile
- Modalità operativa: La molla di tensione a torsione è un componente caricato composto, dotato di doppia funzionalità. Può resistere simultaneamente o separatamente forza di trazione assiale and coppia radiale .
- Stato di stress: Le bobine sono sottoposte contemporaneamente a sollecitazione di taglio (tensione) e sollecitazione di flessione (torsione).
- Stoccaggio energetico: In grado di memorizzare entrambi deformazione di taglio energy and energia di deformazione flessionale .
- Vantaggio professionale: Questo design unico gli consente di raggiungere il due funzioni all'interno di un unico componente, semplificando notevolmente la progettazione meccanica e l'assemblaggio.
2. Distinzione professionale nei parametri di progettazione e prestazione
2.1 Differenze nel calcolo della rigidità
| Tipo a molla | Parametro chiave di rigidità | Definizione di rigidità |
| Molla di estensione | Rigidità estensionale | Forza richiesta per unità di estensione (N/mm) |
| Molla di torsione | Rigidità torsionale | Coppia required per unit of rotational angle (N·mm/deg) |
| Molla di tensione a torsione | Doppia rigidità | Possiede caratteristiche di rigidità sia estensionale che torsionale |
Per una molla di trazione a torsione, il progettista deve calcolare e bilanciare in modo indipendente i due valori di rigidità per soddisfare i requisiti del movimento composto, come nei meccanismi di collegamento di precisione.
2.2 Concentrazione dello stress e vita a fatica
- Molla di estensione: La concentrazione delle sollecitazioni si verifica principalmente nel punto di connessione del gancio/anello, un luogo comune in cui si verifica la rottura per fatica.
- Molla di torsione: La concentrazione delle sollecitazioni appare nell'area di transizione tra il braccio terminale e le bobine principali.
- Molla di tensione a torsione: A causa del caricamento composto, è l'analisi dello stress è la più complessa . Affronta sollecitazioni sovrapposte derivanti da tensione e torsione, richiedendo acciaio inossidabile ad alta resistenza e processi avanzati di distensione.
3. Materiale in acciaio inossidabile e applicazioni complesse
3.1 Driver per la selezione dei materiali
- Ambienti corrosivi: L'acciaio inossidabile (ad esempio AISI 304, 316) fornisce risultati eccellenti resistenza alla corrosione , essenziale per le apparecchiature mediche, marine e per la lavorazione alimentare.
- Stabilità della temperatura: Mantiene elevata resistenza e modulo di elasticità a temperature elevate, garantendo prestazioni stabili.
- Requisiti non magnetici: Gradi specifici di acciaio inossidabile (austenitico) presentano proprietà basse o non magnetiche, adatte per dispositivi elettronici sensibili.
3.2 Valore dell'applicazione del composto
La molla di tensionamento a torsione in acciaio inox è indispensabile nei settori che richiedono elevata integrazione e versatilità funzionale:
- Bracci robotici e pinze di precisione: Fornisce contemporaneamente forza di trazione per la presa e coppia per il movimento angolare.
- Meccanismi di cerniera: Sistemi che richiedono sia una forza di trazione di ritorno che una coppia di posizionamento angolare.
- Valvole e sistemi di smorzamento: Fornisce sia forza di tenuta a trazione che forza motrice torsionale per il ripristino dei componenti.
