비틀림 스프링은 코일 스프링이라고도 하는 나선형 스프링입니다. 그들은 토크를 방사형으로 적용하도록 설계되었습니다. 그들은 메커니즘을 분리하는 데 사용되는 압축 스프링과 반대입니다. 비틀림 스프링은 두 개의 메커니즘을 함께 고정하며 견고성은 내부에 저장된 에너지에 비례합니다. 스프링이 저장된 에너지를 방출하기 위해서는 장력을 제거해야 합니다.

회전 토크가 필요한 경우 비틀림 스프링을 사용하십시오. 비틀림 스프링에는 단일 비틀림 스프링과 이중 비틀림 스프링의 두 가지 설계가 있으며 단일 비틀림 스프링이 가장 일반적인 유형입니다. 비틀림 스프링을 샤프트에 조립할 때 스프링이 수직 방향으로 회전하면 내경이 감소하여 스프링이 샤프트에 달라붙어 스프링에 불필요한 응력이 발생할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 스프링의 내경과 스프링이 작용하는 샤프트의 크기를 고려해야 합니다. 일반적으로 스프링 다리를 꼬기 위해 좁은 굽힘 반경이 필요한 경우 피아노 강선 ASTM A228, 오일 템퍼링 강선 ASTM A229 및 302 스테인리스강 ASTM A313과 같은 더 많은 연성 스프링 재료가 사용됩니다. 곡선 영역에서 다리 구성과 큰 굽힘 반경은 사용된 스프링 재료가 파손되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.

트위스트 스프링은 여러 가지 장점이 있어 다양한 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
내구성: 토크 스프링은 무거운 하중과 높은 사용률을 견디도록 설계되었으며 일반적으로 다른 유형의 스프링보다 수명이 더 깁니다. 견고한 구조로 인해 더 많은 사이클을 견딜 수 있으므로 교체 및 유지 보수 빈도를 줄일 수 있습니다.
설계: 비틀림 스프링의 설계로 무게를 고르게 분산할 수 있어 안정적이고 제어된 동작이 필요한 응용 분야에 이상적인 선택입니다. 이 균형 잡힌 설계는 장기적인 신뢰성과 효율성을 개선하는 데도 도움이 됩니다.
부드러운 작동: 비틀림 스프링은 부드럽고 제어 가능한 움직임을 제공하며, 이는 점차적으로 균일한 힘을 가해야 하는 응용 분야에 특히 유용합니다. 이러한 원활한 작동은 연결 구성 요소에 대한 압력을 줄여 전체 시스템의 서비스 수명을 연장할 수 있습니다.

비틀림 스프링의 종류
단일 비틀림 스프링: 중간에서 높은 회전력이 필요한 응용 분야에 적합한 단일 코일 스프링입니다.
이중 비틀림 스프링: 이중 코일 스프링은 반대 방향으로 감겨 있어 더 높은 하중을 견디고 더 높은 안정성을 제공할 수 있습니다. 그들은 무거운 의무 응용 프로그램에 이상적인 선택입니다.
굽힘 유형
방사형 굽힘: 코일은 반경을 따라 구부러지며, 이는 자동차 부품과 같이 수직력이 필요한 응용 분야에 매우 적합합니다.
축 방향 굽힘: 코일은 축을 따라 구부러지며 힘이 전자 장치와 같이 스프링 축과 평행한 응용 분야에 적합합니다.
나선형 굽힘: 지속적인 나선형 굽힘은 부드럽고 일관된 힘을 제공하여 정밀 기기 및 특수 기계에 이상적입니다.
접선 굽힘: 코일이 중심축을 따라 접선으로 구부러져 고유한 힘 특성을 제공합니다.

비틀림 스프링 설계
비틀림 스프링을 설계하는 것은 응용 프로그램 요구 사항, 재료 특성 및 기계적 원리를 신중하게 고려해야 하는 체계적인 프로세스입니다. 다음 단계별 가이드는 효과적인 비틀림 스프링 설계를 만들기 위한 구조화된 방법을 제공합니다.
단계별 가이드
1. 애플리케이션 요구 사항 정의
필요한 토크(M): 예상 기능을 수행하는 데 필요한 토크를 결정합니다.
각도 처짐(θ): 스프링이 비틀어야 하는 각도를 계산합니다.
환경 조건: 온도, 부식 및 화학 물질에 대한 노출과 같은 요인을 평가합니다.
2. 공간 제한 확인
내경(ID): 스프링이 장착된 모든 샤프트 또는 로드에 적합해야 합니다. 비틀림 스프링의 내경은 항상 비틀림 스프링이 장착된 샤프트 또는 로드보다 15% 이상 커야 합니다. 왜? 비틀림 스프링 다리가 움직이면 내경이 줄어들고 비틀림 스프링이 샤프트에 끼는 것을 원하지 않기 때문입니다. 비틀림 스프링이 로드나 샤프트에 걸리면 비틀림 스프링이 모든 토크를 잃고 작동할 수 없습니다.
외경(OD): 주변 구성 요소나 쉘을 방해해서는 안 됩니다.
본체 길이: 스프링의 길이가 사용 가능한 공간에 적합한지 확인하십시오.
다리 길이 및 방향: 다리가 응용 프로그램에 어떻게 연결되어 있는지 고려합니다.
3. 재료 선택
성능 요구 사항: 강도, 유연성 및 환경 요구 사항을 충족하는 재료를 선택합니다.
비용 고려 사항: 재료 및 제조 비용과 성능의 균형을 맞춥니다.
4. 주요 차원 계산
평균 직경(MD): MD=OD − d
와이어 지름(d): 토크 및 공간 제약 조건을 기반으로 값을 추정합니다.
스프링 인덱스 : 스프링 인덱스 = MD ÷ d
목표 값은 5에서 12 사이입니다.
5. 유효 코일의 수(N)를 결정합니다.
각도 편향 계산:
필요한 각도 변형과 재료 속성을 사용하여 N을 추정합니다.
저울:
코일 수가 필요한 처짐을 허용하고 응력 한계를 초과하지 않는지 확인하십시오.
6. 다리 구성 설계
기능: 다리는 토크를 애플리케이션에 효과적으로 전달해야 합니다.
단순성: 다리 디자인을 단순하게 유지하여 제조 복잡성을 줄입니다.
각도 및 굽힘: 응용 프로그램에 맞게 정확한 각도와 길이를 지정합니다.
7. 스프링 강성 계산(k)
스프링 속도 공식 사용: Rt=Ed ^ 4/10.8 DN S=10.2 M/d ^ 3
조절:
d, D 또는 N을 수정하여 원하는 k를 얻습니다.
8. 시제품 및 테스트
빌드 샘플: 계산된 차원을 기반으로 프로토타입을 만듭니다.
테스트:
실제 응용 프로그램 또는 테스트 설정을 설치합니다.
토크, 편향을 측정하고 성능을 관찰합니다.
반복:
테스트 결과에 따라 설계 매개변수를 조정합니다.