EN
Energijos naudingumo naudojimas dabar jau išėjo už aplinkosaugos rūpesčių ribų ir tapo būtinybe, kad būtų išlaikyta konkurencingumas. Nuo automobilių pramonės iki pramonės įrangos ir elektronikos prietaisų visos sistemos veikimas priklauso nuo kiekvieno elemento energijos suvartojimo ir nuostolių, net mechaninių sistemų. Teisingai suprojektuotos spiralinės sukimo spyruoklės gali sumažinti energijos nuostolius mažindamos trintį, histerezę ir parazitines apkrovas. Štai keturios pagrindinės spiralinių sukimo spyruoklių inžinerinės technologijos, kurios naudojamos mechaninėse sistemose siekiant sumažinti energijos nuostolius.
1. Tiesioginis sukimo momento perdavimas be trinties nuostolių
Dauguma mechaninių sistemų, kurios naudojamos tiesiaeigiam judėjimui paversti sukamuoju judėjimu naudojant krumpliaratį, jungtį arba pavaras, apima daug perėjimų. Kiekvienas iš šių perėjimų sukelia trinties nuostolius; net efektyvi mechaninė sistema vis tiek praranda apie 3–5 % energijos kiekviename sąsajos taške. Jei surinkime yra keli komponentai, bendri energijos nuostoliai gali siekti 20–30 %.
Sukamieji sukimo spyruoklių ratukai perduoda sukamąją energiją per spyruoklės kūną tiesiogiai į jos petelius, be tarpinių detalių. Jei vienas spyruoklės petys pritvirtintas prie rėmo, o kitas – prie sukamojo elemento, spyruoklė paprasčiausiai naudoja laidinio vielos tamprumą energijai kaupti ir grąžinti. Čia nėra slydimo, gear’ų ar jungčių. Kitaip tariant, trinties dėka energijos netekčių nėra. Jei konkrečioje taikomojoje srityje reikia energiją taupyti leidžiančių komponentų, pvz., elektros varikliukų automobiliams, saulės energija varomų varikliukų ir pan., kiekviena grandis turi būti kuo efektyvesnė, o sukamasis grąžinamasis momentas, kurį užtikrina sukamieji sukimo spyruoklių ratukai, iš tikrųjų yra vienas geriausių galimų sprendimų.
2. Optimizuota ritės geometrija sumažina vidinę trintį
Mechaninės sistemos ne tik praranda energijos dėl trinties su gretimomis detalėmis; pati spyruoklė taip pat gali sukurti vidinę trintį. Kiekvienas spyruoklės vytis gali slysti ir trintis į kitus vytis. Tai mechaninę energiją, kurią spyruoklė kaupia, paverčia šiluma. Dėl to sumažėja energijos kiekis, kurį spyruoklė gali kaupyti ir grąžinti, kai apkrova pašalinama.
„Hongsheng Spring“ mes projektuojame spiralines sukimosi spyruokles su tokiais žingsniu ir tarpais, kurie neleidžia vytims trintis vienam į kitą veikiant spyruoklei. Jei reikia didelių sukimosi poslinkių (daugiau nei 180 laipsnių), norint visą laiką išlaikyti tarpus, gali būti naudojamas optimizuotas arba pakopuotasis žingsnis. Gerai suprojektuotose spiralinių sukimosi spyruoklėse energijos grąžinimo efektyvumas gali siekti 85–92 %, tuo tarpu spyruoklėse, kurių vytys liečiasi, jis gali būti tik 60–70 %.
3. Tikslus medžiagų pasirinkimas pastoviai tamprumui
Taip pat yra energijos nuostolių dėl histerezės paties spyruoklėje; įkrovimo ir iškrovimo charakteristikų skirtumas sukelia likutinę energijos grąžinimą, kuri, kaip ir trintis, sukelia energijos nuostolius. Skirtingi spyruoklių medžiagų tipai elgiasi skirtingai ir todėl sukelia skirtingus histerezės lygius.
Sukliniuose sukimo spyruokliuose spyruoklės vielos medžiagos pasirinkimas labai paveikia energijos grąžinimą. Muzikos vielos (music wire) turi aukštą nuovargio atsparumą, bet vidutinį histerezės lygį. Nerūdijantis plienas yra pigesnė alternatyva, tačiau jo korozijos atsparumas nepakankamai aukštas, o histerezės lygis – vidutinis. Jei aukštos tikslumo taikymui, pvz., matavimo įrenginiui ar palydovo vykdymo įtaisui, reikia tikrai mažų nuostolių spyruoklės, geriausios medžiagos, tikėtina, yra chromo silicio ar chromo vanadžio lydiniai. Jei nurodoma tokia medžiaga ir ji tinkamai termiškai apdorojama, histerezės nuostoliai bus nepastebimi (mažesni nei 5 %). Spyruoklės įtempimo nušalinimo terminis apdorojimas pašalina įtempimus, todėl sumažėja medžiagos tendencija šiek tiek „deformuotis“, kas sumažina histerezę ir pagerina naudingumo koeficientą.
4. Sumažinta masė ir parazitinės apkrovos
Mechaninėse sistemose galutinis energijos nuostolių šaltinis yra kinetinė energija – sunkesnė sistema reikalauja didesnės jėgos (ir, atitinkamai, daugiau energijos), kad pasiektų tokį patį kampinio poslinkio lygį, arba ji judės su didesniu nei būtina impulsu. Jei spyruoklės svoris žymiai padidinamas virš to, kas tiksliai reikalinga sistemai, tai prideda dar vieną energijos nuostolių lygį dėl nenorimo impulso.
Suklinės sukimo spyruoklės gali būti padarytos itin efektyvios, turėdamos minimalų skersmenį savo galiai ir kompaktišką formą. „Hongsheng Spring“ mes naudojame baigtinių elementų analizę (FEA), kad nustatytume kiekvienai sistemai efektyviausią laidų skersmenį ir posūkių skaičių, taip sumažindami nereikalingą masę. Švelniai energijos jautrioms aplikacijoms, pvz., elektriniam automobilio durų rankenos varikliui arba elektromobilių įkrovos lizdo veikimui užtikrinti skirtai spyruoklei, masė yra lemtinga, o jos mažinimas leidžia reikšmingai sutaupyti energijos ir pagerinti baterijų tarnavimo laiką. Sistemoms, kurios veikia nuolat arba milijonus ciklų, net keletas vatai sutaupytos naudojant lengvą suklinės sukimo spyruoklės masę, per visą gaminio gyvavimo laiką leis sutaupyti daug kilovatvalandžių.
SANTRAUKA
Hongsheng Spring sukurti sukamųjų spyruoklių projektavimo sprendimą, kuris padeda sumažinti energijos nuostolius. Tai pasiekta keturiais pagrindiniais būdais: tiesioginis sukimo momento perdavimas pašalina trintį tarp spyruoklės ir sistemos, nes naudojama paprasta jungtis be pavarų; ritės geometrija optimizuota taip, kad būtų išvengta vidinės ritės trinties; atidžiai parinkti medžiagai, kurios sumažina histerezę; lengvosios spyruoklės su optimizuota forma mažina nenorimus kinetinės energijos nuostolius. Hongsheng Spring gaminių asortimentas apima sukamąsias spyruokles automobilių sistemoms, elektromobiliams (EV), pramonės įrenginiams ir tiksliesiems prietaisams. Mes laukiam jūsų užklausų, kad aptartume šiuos energiją taupančius sprendimus ir kaip jie gali būti naudingi jūsų taikymui.