Автомобиль / Крепления, уплотнения и ремкомплекты / Пружина натяжная

Пружина натяжная

Пружина натяжная - упругий механический элемент, который в соответствующей конструкции работает преимущественно на растяжение и создает силу, стремящуюся вернуть соединенные детали в исходное положение. Канонический английский термин TESMA - Tension Spring.

В технической литературе такую конструкцию часто называют пружиной растяжения. Типичная деталь состоит из цилиндрического тела с витками и концевых крючков, петель или других элементов крепления. При растяжении она накапливает механическую энергию и создает обратное усилие.

"Пружина натяжная" является общей канонической сущностью. Название не означает автоматически пружину конкретного натяжителя ремня, тормозного механизма, педали, замка или другого узла. Применение определяется конструкцией автомобиля.

Правило TESMA: натяжную пружину нельзя надежно подобрать только по длине и наружному диаметру. Важны OE, диаметр проволоки, размеры тела, количество витков, конструкция и ориентация концов, первоначальное натяжение, рабочий ход и силовая характеристика.

Как работает натяжная пружина

В свободном состоянии витки обычно расположены плотно или близко друг к другу. Когда концы разводятся, тело пружины удлиняется.

При этом:

в материале возникают упругие напряжения;
накапливается механическая энергия;
возникает сила, стремящаяся сократить длину;
после снятия нагрузки исправная пружина стремится вернуться в исходное состояние.

В механизме она может возвращать рычаг, подтягивать деталь, устранять свободный ход, удерживать элементы во взаимодействии или помогать возвращению компонента после его перемещения.

Первоначальное натяжение

У многих пружин растяжения витки в свободном состоянии уже прижаты друг к другу. Для начала их разделения требуется определенное усилие.

Поэтому две внешне одинаковые пружины могут создавать разную силу уже в начале рабочего хода.

Слишком слабая пружина может вызвать:

неполное возвращение механизма;
люфт;
дребезг;
недостаточную фиксацию.

Слишком сильная пружина способна:

перегружать ось;
ускорять износ втулки;
нагружать кронштейн;
изменять нормальную работу механизма;
увеличивать усилие управления.

Основные части

Типичная натяжная пружина может иметь:

пружинную проволоку;
тело из витков;
первый концевой крючок;
второй крючок;
петли;
переходные зоны;
защитное покрытие.

Виды концов

Встречаются:

открытые крючки;
закрытые крючки;
круглые петли;
удлиненные петли;
боковые крючки;
специально сформированные окончания;
разные конструкции на двух концах одной пружины.

Форма конца влияет на надежность крепления и распределение нагрузки.

Почему важна ориентация крючков

У внешне одинаковых деталей концевые крючки могут быть повернуты относительно друг друга под разным углом.

Это влияет на:

возможность установки;
положение относительно механизма;
отсутствие перекручивания;
рабочий ход;
нагрузку на крепления.

Не следует силой разворачивать крючок неподходящей пружины.

Где применяется натяжная пружина

Tension Spring является общим типом детали и может использоваться в разных узлах.

Например:

рычажных механизмах;
педалях;
замках;
фиксаторах;
тормозных механизмах;
приводах;
сиденьях;
крышках;
натяжных устройствах;
других механизмах с возвратным усилием.

Конкретное назначение определяется по каталогу и конструкции автомобиля.

Пружина и натяжитель ремня

Натяжитель ремня является отдельной канонической сущностью TESMA.

Его пружный элемент не обязательно является отдельной классической Tension Spring.

В натяжителях могут применяться:

торсионные элементы;
спиральные пружины;
интегрированные пружинные механизмы;
другие конструкции.

Натяжитель поликлинового ремня

Натяжитель поликлинового ремня является отдельным механизмом.

Его пружина может:

быть встроена в корпус;
не поставляться отдельно;
работать совместно с демпфером;
иметь строго определенную характеристику.

Универсальную пружину растяжения нельзя использовать вместо штатного элемента натяжителя без подтвержденной применяемости.

Натяжная и удерживающая пружины

В TESMA отдельно предусмотрена Пружина удерживающая с каноническим термином Retaining Spring.

Она в первую очередь удерживает или фиксирует компонент.

Tension Spring описывает пружину, создающую усилие при растяжении. Эти понятия не следует объединять в одну каноническую деталь.

Отличие от пружины подвески

Пружина винтовая подвески работает в другой системе и воспринимает массу автомобиля и перемещения подвески.

Она отличается:

назначением;
геометрией;
размерами;
характером нагрузки;
рабочим ходом;
способом установки.

Отличие от газовой пружины

Газовая пружина создает усилие за счет давления газа в цилиндре. Натяжная металлическая пружина работает за счет упругой деформации проволоки.

Эти детали не являются взаимозаменяемыми.

Крепление пружины

Связанная каноническая страница - Крепление пружины.

При повторных неисправностях проверяют:

отверстия;
пальцы;
оси;
кронштейны;
штифты;
следы износа;
деформацию.

Новая пружина быстро повреждается, если ее крючок работает по изношенному или острому креплению.

Основные неисправности

усталостное разрушение;
чрезмерное растяжение;
потеря первоначального натяжения;
поломка витка;
поломка крючка;
разгибание крючка;
коррозия;
питтинг;
деформация;
перегрев;
износ в зоне крепления;
повреждение покрытия.

Усталость металла

При каждом цикле растяжения и возврата проволока испытывает переменную нагрузку.

Усталостная трещина может начинаться:

около крючка;
в зоне перехода;
на участке коррозии;
в месте поврежденного покрытия;
в ранее деформированной зоне.

Потеря упругости

Пружина может оставаться целой, но создавать недостаточную силу.

Причины:

усталость;
длительная перегрузка;
слишком большое растяжение;
перегрев;
пластическая деформация;
неправильный подбор.

Поэтому отсутствие трещины не доказывает исправность.

Пружина стала длиннее

Если после снятия нагрузки длина заметно увеличилась, возможна остаточная деформация.

Причины:

превышенный рабочий ход;
слишком короткая пружина;
заклинивающий механизм;
ошибка установки;
чрезмерное усилие при монтаже.

Сжимать растянутую пружину обратно вручную не является правильным восстановлением ее характеристики.

Поломка крючка

Причинами могут быть:

усталость;
коррозия;
малый радиус изгиба;
перекос;
острый край крепления;
неподходящий палец;
чрезмерное растяжение.

При поломке нового крючка обязательно проверяют точку крепления.

Крючок разогнулся

Возможные причины:

перегрузка;
неправильная пружина;
работа под углом;
деформированное крепление;
ошибка монтажа.

Повторное подгибание поврежденного крючка не восстанавливает гарантированную усталостную прочность.

Коррозия

Коррозия уменьшает фактическое сечение проволоки и создает концентраторы напряжений.

Особенно неблагоприятны:

вода;
дорожная соль;
грязь;
конденсат;
агрессивные жидкости.

Глубокая точечная коррозия на тонкой пружине требует особого внимания.

Пружина слетела

Проверяют:

крючок;
ориентацию;
крепежное отверстие;
деформацию рычага;
фиксатор;
длину пружины;
рабочий ход механизма.

Причиной может быть изношенное крепление, а не сама пружина.

Механизм не возвращается

Кроме слабой или сломанной пружины возможны:

заедание оси;
коррозия;
износ втулки;
перекос;
посторонний предмет;
неисправная тяга;
ошибочная регулировка.

Устанавливать более сильную пружину вместо устранения заедания неправильно.

Появился дребезг

Потеря первоначального натяжения может увеличить свободный ход.

Но также проверяют:

шарниры;
втулки;
фиксаторы;
болты;
кронштейны.

Проверка натяжной пружины

Определить функцию пружины.
Зафиксировать правильное положение до снятия.
Проверить наличие опасного накопленного усилия.
Осмотреть витки.
Осмотреть крючки.
Проверить коррозию.
Проверить следы истирания.
Проверить остаточную деформацию.
Осмотреть крепления.
Сравнить геометрию с OE или новой правильной деталью.
При необходимости проверить силовую характеристику по методике производителя.

Достаточно ли измерить длину

Нет. У пружин одинаковой длины могут отличаться:

диаметр проволоки;
диаметр витков;
количество витков;
первоначальное натяжение;
материал;
форма крючков;
рабочий ход.

Можно ли проверить силу рукой

Субъективное сравнение не является точным методом.

Ощущение силы зависит от:

длины;
точки приложения усилия;
рабочего хода;
геометрии механизма.

При необходимости используют измерение и параметры производителя.

Можно ли предварительно растянуть новую пружину

Не следует растягивать ее больше, чем требуется для правильной установки.

Чрезмерное растяжение способно:

изменить свободную длину;
уменьшить первоначальное натяжение;
деформировать крючки;
снизить ресурс.

Можно ли укоротить пружину

Самовольное обрезание меняет расчетную конструкцию.

Изменятся:

свободная длина;
рабочий ход;
начальная сила;
нагрузка;
надежность нового крючка.

Можно ли нагревать пружину

Не следует. Нагрев может изменить свойства пружинной стали.

Возможны:

потеря упругости;
снижение прочности;
повреждение покрытия;
быстрое усталостное разрушение.

Можно ли поставить две пружины вместо одной

Только если такая схема предусмотрена изготовителем.

Дополнительная пружина изменяет:

силу;
характеристику механизма;
нагрузку на оси;
нагрузку на кронштейны;
усилие управления.

Замена натяжной пружины

Подтвердить неисправность.
Найти правильный OE.
Зафиксировать положение старой детали.
Определить направление натяжения.
Безопасно разгрузить механизм.
Зафиксировать подвижный рычаг при необходимости.
Использовать подходящий инструмент.
Снять пружину контролируемо.
Осмотреть крепежные точки.
Проверить пальцы, отверстия и кронштейны.
Сравнить новую и старую пружины.
Проверить длину.
Проверить диаметр проволоки.
Проверить диаметр тела.
Проверить крючки.
Установить первый конец.
Растянуть деталь только на необходимый монтажный ход.
Установить второй конец.
Проверить полную посадку крючков.
Медленно вернуть механизм в рабочее положение.
Проверить полный рабочий цикл.

Почему опасно снимать пружину отверткой

Натянутая пружина может резко соскочить.

Это создает риск:

травмы руки;
травмы глаз;
повреждения детали;
неуправляемого движения механизма;
деформации крючка.

Что проверить после замены

правильную ориентацию;
фиксацию обоих концов;
отсутствие перекоса;
отсутствие трения;
допустимый рабочий ход;
плавность механизма;
полное возвращение;
отсутствие нового шума;
стабильность креплений.

Новая пружина быстро сломалась

Проверяют:

OE;
длину;
рабочий ход;
крепления;
заедание механизма;
перекос;
острые края;
ограничители хода.

Новая пружина снова слетела

Проверяют:

форму крючка;
износ отверстия;
ориентацию;
ход рычага;
положение кронштейна;
фиксатор.

Подбор натяжной пружины

Учитывают:

VIN;
марку и модель;
дату выпуска;
конкретный механизм;
сторону;
позицию;
OE пружины;
OE узла;
свободную длину;
диаметр проволоки;
наружный диаметр витков;
длину тела;
количество витков;
форму концов;
ориентацию концов;
рабочую длину;
первоначальное натяжение;
силовую характеристику.

Почему важен диаметр проволоки

Даже небольшое изменение диаметра проволоки способно значительно изменить механическую характеристику.

Поэтому одинаковая длина не означает одинаковую работу.

Почему важно количество витков

Количество активных витков влияет на жесткость и рабочий ход пружины.

Похожая геометрия не подтверждает взаимозаменяемость.

Почему важны концы

Крючки передают всю силу на механизм.

Неправильная форма может:

не позволить установить пружину;
создать точечную нагрузку;
работать под углом;
соскочить;
изнашивать отверстие.

Почему VIN иногда недостаточно

Конструкция механизма может зависеть от:

рынка;
комплектации;
даты производства;
ревизии;
предыдущего ремонта.

Поэтому желательно сверять VIN, OE и фактически установленную пружину.

Почему фотографии недостаточно

По фотографии невозможно надежно определить:

силу;
первоначальное натяжение;
точный диаметр проволоки;
материал;
рабочий ход;
точную геометрию концов.

Практические случаи

Случай 1 - механизм не возвращается

Установили более сильную пружину, но причина оказалась в закисшей оси.

Вывод: слабое возвращение не является диагнозом пружины.

Случай 2 - новая пружина слетает

Крючок был правильным, но крепежное отверстие имело сильную выработку.

Вывод: крепление нужно проверять вместе с пружиной.

Случай 3 - старая пружина целая, но появился дребезг

Она потеряла часть первоначального натяжения.

Вывод: внешняя целостность не гарантирует нормальную характеристику.

Случай 4 - поставили пружину такой же длины

Диаметр проволоки оказался меньше, и возвратного усилия не хватало.

Вывод: длина является только одним параметром.

Случай 5 - разогнулся новый крючок

Пружина была короче штатной и работала с чрезмерным растяжением.

Вывод: неправильная рабочая длина перегружает концы.

Случай 6 - повторная поломка около крючка

Крепежный палец имел острую выработку.

Вывод: повторное разрушение требует проверки точки контакта.

Случай 7 - механизм стал слишком тугим

У новой пружины было значительно большее первоначальное натяжение.

Вывод: более сильная пружина не является универсальным улучшением.

Случай 8 - новая пружина быстро заржавела

При монтаже было повреждено защитное покрытие.

Вывод: коррозионная защита влияет на ресурс тонкой пружинной проволоки.

Типичные ошибки

подбирать только по длине;
не учитывать диаметр проволоки;
не учитывать диаметр витков;
не учитывать количество витков;
не учитывать форму крючков;
не учитывать ориентацию концов;
не проверять первоначальное натяжение;
ставить более сильную пружину вместо ремонта заедающего механизма;
предварительно растягивать новую пружину;
укорачивать ее вручную;
нагревать для изменения формы;
подгибать поврежденный крючок без оценки его прочности;
не проверять крепежное отверстие;
не проверять оси и втулки;
не проверять максимальный ход;
путать Tension Spring с Retaining Spring;
путать с пружиной подвески;
путать с газовой пружиной;
считать любую пружину натяжителя ремня отдельной Tension Spring;
подбирать по фотографии;
не сверять OE;
использовать деталь неизвестной характеристики;
снимать натянутую пружину случайной отверткой;
не использовать защиту глаз;
не искать причину повторной поломки.

Безопасность

Растянутая пружина накапливает механическую энергию.
Перед снятием определите направление возможного вылета.
Не держите лицо в плоскости пружины.
Используйте защиту глаз.
При необходимости фиксируйте подвижный механизм.
Не удерживайте сильно натянутую пружину ненадежным инструментом.
Не нагревайте ее открытым пламенем.
Не используйте треснувшую, сильно корродированную или деформированную деталь.
После установки проверяйте оба крепления.
Не эксплуатируйте механизм, если пружина работает с опасным перекосом или чрезмерным растяжением.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Входит в

Смежные детали

Что еще почитать по этой теме

Товарные группы TESMA

Отдельной подтвержденной товарной группы TESMA именно для универсальных натяжных пружин Tension Spring в текущем перечне каталога нет. Категория пружин подвески относится к другой товарной сущности и не должна использоваться как замена. Конкретную натяжную пружину следует искать по узлу применения, VIN и OE.

FAQ

Что такое натяжная пружина?

Это механическая пружина, которая работает преимущественно на растяжение и стремится вернуть свои концы друг к другу.

Что означает Tension Spring?

Это канонический английский термин TESMA.

Натяжная пружина и пружина растяжения - одно и то же?

В техническом контексте эти названия обычно описывают один принцип работы.

Как выглядит пружина растяжения?

Обычно она имеет цилиндрическое тело из витков и крючки или петли на концах.

Для чего нужны крючки?

Через них пружина передает усилие на механизм.

Почему важен угол крючков?

Он определяет положение детали и правильную передачу нагрузки.

Что такое первоначальное натяжение?

Это сила, которую необходимо преодолеть, чтобы начать разделять плотно сведенные витки.

У всех пружин одинаковое первоначальное натяжение?

Нет. Оно является частью характеристики конкретной детали.

Почему пружина стала длиннее?

Возможна остаточная деформация после перегрузки или превышения рабочего хода.

Почему ломается крючок?

Возможны усталость металла, коррозия, перекос, чрезмерное растяжение или поврежденное крепление.

Можно ли подогнуть разогнутый крючок?

Это не гарантирует восстановления прочности. Для ответственного узла правильнее заменить поврежденную деталь.

Можно ли растянуть слишком короткую пружину?

Не следует. Предварительное чрезмерное растяжение меняет характеристику.

Можно ли укоротить длинную пружину?

Не следует. Обрезание меняет расчетный рабочий ход и конструкцию конца.

Можно ли изменить форму нагревом?

Нет. Нагрев способен изменить свойства пружинной стали.

Можно ли поставить более сильную пружину?

Только если такая характеристика предусмотрена изготовителем.

Если механизм не возвращается, виновата пружина?

Не обязательно. Проверяют также оси, втулки, рычаги, коррозию и регулировку.

Почему новая пружина слетает?

Причиной могут быть неправильный крючок, изношенное отверстие, перекос или неправильная длина.

Почему новая пружина быстро ломается?

Нужно проверить применяемость, рабочий ход, крепления и отсутствие заедания.

Является ли Tension Spring пружиной натяжителя ремня?

Не обязательно. Конструкция ременного натяжителя может использовать другой тип пружного элемента.

Натяжная и удерживающая пружина - одно и то же?

Нет. В TESMA это разные канонические сущности.

Натяжная пружина и пружина подвески - одно и то же?

Нет. Они имеют разное назначение и характер нагрузки.

Как проверить пружину?

Проверяют витки, концы, коррозию, деформацию, длину, крепления и при необходимости силовую характеристику.

Достаточно ли длины для подбора?

Нет. Важны также проволока, диаметр витков, число витков, концы и сила.

Как подобрать натяжную пружину?

По OE, VIN, конкретному механизму, размерам и характеристике.

Достаточно ли VIN?

Не всегда. Важно знать конкретный узел и его ревизию.

Можно ли подобрать по фотографии?

Надежно нет. Фотография не показывает силовую характеристику и первоначальное натяжение.

Опасна ли натяжная пружина при снятии?

Да. Она может резко высвободить накопленную энергию.

Что проверить после замены?

Фиксацию концов, ориентацию, рабочий ход, отсутствие трения и полное возвращение механизма.

Вывод

Пружина натяжная - Tension Spring - является пружным элементом, создающим обратное усилие при растяжении. Ее функциональная характеристика определяется не только длиной, но и диаметром проволоки, геометрией витков, формой концов, первоначальным натяжением и допустимым рабочим ходом.

Если механизм не возвращается, дребезжит или новая пружина повторно слетает либо ломается, необходимо проверить также рычаги, оси, втулки, крепежные точки и ограничители. Более сильная случайная пружина может только увеличить нагрузку на неисправный механизм.

Правило TESMA: определить функцию пружины - проверить витки, крючки и крепления - найти причину растяжения или повторного разрушения - сверить VIN, узел и OE - подобрать правильную геометрию и силовую характеристику - установить пружину контролируемо - проверить полный рабочий ход. Натяжную пружину нужно подбирать как расчетный элемент механизма, а не только как деталь подходящей длины.