Nell'ambito della nostra serie di semplificazioni di alcuni concetti relativi alla produzione di molle, esaminiamo la produzione delle molle di trazione. È utile considerare il processo dal punto di vista della creazione manuale del prodotto, in modo da visualizzare meglio il processo e i concetti coinvolti. Va da sé che Transworld Engineering dispone degli strumenti e delle macchine per automatizzare questo processo. Se volete saperne di più, prenotate una visita al nostro showroom.
La sezione seguente spiega come produrre le molle di trazione.
Quando si creano molle individuali per i test Non è necessario calcolare l'esatta lunghezza del filo necessaria per ogni molla per la produzione di molle di estensione corte con filo fino a circa 0,250" o filo leggero. Tuttavia, sarebbe utile avere una riserva sufficiente di lunghezza extra. Per stimare la lunghezza del filo, si può prendere la misura effettiva della lunghezza della molla. Dividere la lunghezza del filo per la dimensione del filo per calcolare il numero stimato di spire della molla. Moltiplicare questa cifra per 3,3 (un valore esagerato del Pi greco). Il risultato sarà un filo un po' più lungo di quello richiesto, ma non dovrebbe essere un problema, dato che si possono usare le prime molle per la creazione del loop.
Ora si è pronti a fabbricare la molla di prolunga.
Tagliare un pezzo di filo della lunghezza corretta. Nel caso di fili leggeri, è possibile disfare il filo e metterlo davanti all'avvolgitore o al tornio. Per evitare che il filo si aggrovigli, iniziare con l'estremità del filo all'interno della bobina. È possibile avvolgere più molle contemporaneamente tagliando una lunghezza maggiore di filo se si desidera avvolgere molle corte.
Ora è possibile accendere il forno assicurandosi che le altre persone presenti nell'area non siano in pericolo mentre si completa il resto del processo.
È necessario inserire il filo in questa configurazione e portare la guida del filo sul lato sinistro vicino al perno del pickup.
Iniziare il processo di avvolgimento. Muovere con cautela il mandrino assicurandosi che il filo sia appoggiato sul perno di presa, che a sua volta deve essere inserito nella guida del filo. A questo punto è possibile lasciare che alcune spire si posino sulla piastra di finitura.
Una volta posate un paio di prime bobine sulla piastra di finitura, si può passare alla fase successiva. A questo punto, è necessario garantire il funzionamento simultaneo dei due processi seguenti.
1. Spostare la guida del filo leggermente sul lato sinistro. Durante la posa del filo sulla piastra di finitura, è necessario garantire uno spazio tra le due bobine iniziali. Allo stesso tempo, non si deve lasciare che il filo si avvolga su se stesso quando si gira la piastra di finitura.
L'idea di mantenere uno spazio controlla la "tensione iniziale". Questa tensione iniziale è la forza vitale del filo, che applica una certa pressione sulla molla per rompere le spire. Ad esempio, nelle molle per porte da garage la tensione iniziale è sufficiente. Tuttavia, non c'è quasi nessuna tensione iniziale nei giocattoli slinky, che sono essenzialmente molle di estensione senza spire.
2. È necessario interrompere l'avvolgimento se si nota uno dei due eventi seguenti
a. Siete arrivati al punto in cui non potete avvicinarvi all'interruttore "off" del vostro tornio.
b. Non è rimasto più alcun filo.
Ora la guida del filo si è avvicinata al punto finale della piastra di finitura.
Allontanare il mandrino per consentire alla molla di rimanere libera sulla piastra di finitura. Se si utilizza un filo leggero, è possibile tenere il corpo della molla vicino al mandrino ed estrarre la ghiera. In questo modo si allenta la presa per consentire alle spire di svolgersi lentamente. Infine, spostare il guidafilo facendo scorrere la molla dalla piastra di finitura.
Ora è possibile mettere la molla nel forno per alleviare la tensione. Si noti che le molle in acciaio inossidabile si espandono leggermente con il calore. Le molle in filo di musica, invece, si restringono leggermente.
Dopo aver completato questo processo, è necessario lasciare raffreddare le molle all'aria. Successivamente, è possibile controllare il diametro per verificarne l'accuratezza. Se avete seguito correttamente il procedimento e avete garantito la configurazione come spiegato, dovreste ottenere il diametro esatto che avevate previsto.
Osservate ora le spire delle molle di trazione. Tutte le spire devono essere piatte l'una contro l'altra fino all'estremità del corpo della molla. Se si notano degli spazi vuoti nel corpo della molla, significa che il guidafilo è scivolato sul lato destro al momento dell'avvolgimento.
Le molle possono essere create con diversi design per soddisfare un'esigenza. Il luogo di utilizzo gioca un ruolo importante nella scelta dell'opzione giusta. Tutte le molle vengono sollecitate quando sono sottoposte a un carico. La molla deve essere in grado di sopportare la quantità di sollecitazioni che si verificano in quella particolare configurazione. In caso contrario, le sollecitazioni causeranno la deformazione della molla. Non manterrà il design originale e non funzionerà come dovrebbe.
Le molle possono essere realizzate con un'ampia varietà di materiali. Il tipo di materiale specifico influisce sulla resistenza complessiva della molla. Determina anche la quantità di sollecitazioni che può sopportare. Si tenga presente che il riscaldamento del filo della molla ne modifica anche la forma.
Uno dei tipi più comuni è quello delle molle a compressione. Quando sono in piena compressione, le spire si toccano. Il diametro del filo moltiplicato per il numero di spire non può essere superiore allo spazio disponibile. In caso contrario, la molla fermerà il movimento in gioco, sarà un arresto meccanico.
Ogni volta che una molla di compressione viene utilizzata in un ambiente con temperature elevate, deve essere più lunga. Un uso comune in queste condizioni è la progettazione di un motore. La lunghezza maggiore garantirà il corretto funzionamento della molla di compressione, anche in presenza di calore estremo. In questo scenario, la molla assume il carico e si accorcia. Allo stesso tempo, le spire attive avranno un diametro maggiore. Questo può rappresentare una sfida quando la molla si trova in un'area ristretta.
Prestare attenzione al limite di estensione indicato sulle molle di trazione. Se vengono utilizzate oltre tale limite, non manterranno la loro forma. Non saranno in grado di tornare alla forma originale con tutte le spire chiuse. Quando vengono utilizzate in ambienti ad alta temperatura, spesso hanno spire molto strette e prive di gioco. Questo per evitare che il calore possa indebolire la molla.
Il diametro delle spire diminuisce quando una molla di torsione assume un carico. Può agire anche come un arresto meccanico. Questo è possibile se all'interno della bobina c'è qualcosa che ferma l'azione della molla.
Esistono molti tipi di materiali utilizzati per creare le molle. I più utilizzati sono le varie leghe di acciaio. Queste includono:
A volte, però, è necessario ricorrere ad altri materiali per creare le molle. Tutto dipende dal risultato desiderato. Cosa deve fare la molla e quanto carico deve gestire? Esistono metalli esotici utilizzati per creare molle che rispondono a esigenze particolari. Tra questi vi sono:
Il filo musicale è un tipo di acciaio ad alto tenore di carbonio. Viene spesso utilizzato quando è necessaria un'elevata resistenza. Il prezzo è ragionevole e la qualità è eccellente. Le corde di pianoforti e chitarre sono spesso realizzate con il filo musicale. Anche molte piccole molle vengono create con questo filo. Non può essere placcato, ma si contrae quando viene riscaldato.
Comunemente chiamato OT, il filo temperato ad olio è realizzato con acciaio di qualità. È poco costoso e spesso viene utilizzato quando il risultato non deve essere uniforme o offrire molta resistenza. Può essere placcato e non cambia quando viene riscaldato. Il filo OT può essere di forma rettangolare o quadrata per creare il risultato giusto per un determinato uso.
Se avete bisogno di qualcosa di qualità superiore a OT, la soluzione potrebbe essere il cromo silicio o il cromo vanadio. Sono più resistenti e offrono una molla di qualità superiore. Possono essere utilizzati in ambienti ad alta temperatura. Uno degli usi più comuni di questi materiali è la creazione di molle per valvole nei veicoli. Possono essere placcati e non cambiano quando vengono riscaldati.
È un materiale eccellente per le molle perché non arrugginisce. Vengono spesso utilizzate in ambienti con presenza di vapore o acqua. Esistono due tipi di acciaio inossidabile utilizzati per creare le molle. Il 17-7 non cambia quando viene riscaldato, mentre il 302 presenta una certa espansione.
Diversi materiali per le molle sono un buon concetto, ma bisogna tenere presente che non possono essere placcati. Tra questi vi sono:
Queste leghe sono spesso utilizzate per creare molle per ambienti ad alta temperatura. Possono essere utilizzate in presenza di campi magnetici. Non si corrodono, quindi sono una buona scelta per gli ambienti umidi. Anche se costano di più rispetto ad altri materiali, sono in grado di resistere in condizioni difficili. Non si alterano a causa del calore.
Grazie alla sua leggerezza, il titanio viene spesso utilizzato negli aerei. È molto resistente e durevole, ma è costoso. Ci sono anche precauzioni speciali da prendere quando si lavora con questo materiale. Ad esempio, il filo può diventare esplosivo in caso di sollecitazioni eccessive. Il titanio non può essere placcato e non si modifica con il calore.
Quando è necessario un materiale forte per creare la molla, è necessario valutare la quantità di carico che può sostenere. Questo è l'ordine di resistenza, con il più forte in cima alla lista:
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