Τι είναι τα ελατήρια έλξεως και πού χρησιμοποιούνται

Τα ελατήρια έλξεως είναι ελικοειδή ελατήρια με κλειστές σπείρες που δουλεύουν όταν τα τραβάτε από τα δύο άκρα. Σε αντίθεση με τα ελατήρια πιέσεως, δεν έχουν κενό ανάμεσα στις σπείρες και φέρουν γάντζους ή θηλιές για να αγκιστρώνονται στον μηχανισμό. Όσο τα επιμηκύνετε, τόσο μεγαλύτερη δύναμη ασκούν για να επιστρέψουν στο αρχικό τους μήκος. Στο εργοστάσιό μας στον Ασπρόπυργο κατασκευάζουμε ελατήρια έλξεως από σύρμα 0,25 mm έως 25 mm, με γάντζους κάθε μορφής.

Παρακάτω εξηγούμε πώς λειτουργεί η προένταση, ποιοι τύποι γάντζων υπάρχουν και γιατί εκεί σπάνε συνήθως τα ελατήρια, σε ποιες εφαρμογές τα συναντάτε και τι ακριβώς πρέπει να μετρήσετε για να παραγγείλετε το σωστό.

Πώς λειτουργεί ένα ελατήριο έλξεως

Το ελατήριο έλξεως ακολουθεί και αυτό τον νόμο του Hooke: η δύναμη επαναφοράς είναι ανάλογη με την επιμήκυνση. Η σταθερά ελατηρίου δείχνει πόση δύναμη χρειάζεται για κάθε μονάδα επιμήκυνσης και εξαρτάται από τη διάμετρο σύρματος, τη μέση διάμετρο, το υλικό και τον αριθμό των ενεργών σπειρών.

Η βασική διαφορά από τα ελατήρια πιέσεως είναι η προένταση. Κατά την περιέλιξη οι σπείρες τυλίγονται σφιχτά, η μία πάνω στην άλλη, ώστε να πιέζονται μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι το ελατήριο δεν ανοίγει με το παραμικρό φορτίο. Χρειάζεται πρώτα μια αρχική δύναμη που υπερνικά την προένταση και μετά αρχίζει η επιμήκυνση.

Η προένταση ρυθμίζεται στην παραγωγή και είναι σημαντικό στοιχείο σχεδιασμού. Σε μηχανισμούς που πρέπει να μένουν τεντωμένοι, όπως ρολά ή πόρτες, η προένταση κρατά το σύστημα σε θέση χωρίς τζόγο. Μετά την περιέλιξη το ελατήριο περνά από θερμική κατεργασία για απόσβεση των τάσεων, ώστε να διατηρήσει την προένταση και τις διαστάσεις του.

Τύποι γάντζων και γιατί είναι το αδύναμο σημείο

Ο γάντζος μεταφέρει ολόκληρο το φορτίο από τον μηχανισμό στο σώμα του ελατηρίου. Στο σημείο όπου το σύρμα κάμπτεται για να σχηματίσει τον γάντζο, η τάση είναι μεγαλύτερη από ό,τι στις σπείρες. Γι’ αυτό τα περισσότερα ελατήρια έλξεως σπάνε στη βάση του γάντζου και όχι στο σώμα.

Οι τύποι που κατασκευάζουμε:

• Γερμανικοί γάντζοι: η τελευταία σπείρα σηκώνεται κάθετα και σχηματίζει πλήρη θηλιά στο κέντρο του άξονα. Η πιο συνηθισμένη επιλογή.
• Αγγλικοί γάντζοι: η θηλιά είναι ανοιχτή και συνεχίζει την καμπύλη της σπείρας, εύκολη στην τοποθέτηση σε πείρους.
• Εφαπτόμενοι γάντζοι: η σπείρα σηκώνεται εφαπτομενικά προς τα έξω, χωρίς να περνά από το κέντρο.
• Ειδικοί γάντζοι: επιμηκυμένοι, με σπειροειδή απόληξη, με διπλή θηλιά ή διαμορφωμένοι κατά σχέδιο.

Όταν το φορτίο είναι μεγάλο ή οι κύκλοι πολλοί, επιλέγουμε γάντζο με μεγαλύτερη ακτίνα κάμψης, ώστε να μειωθεί η συγκέντρωση τάσεων.

Υλικά ελατηρίων έλξεως

Το υλικό επιλέγεται με βάση το φορτίο, τους κύκλους και το περιβάλλον λειτουργίας:

• Χάλυβας ελατηρίων EN 10270: η βασική επιλογή για βιομηχανικές και γενικές εφαρμογές, με πολύ καλή αντοχή σε κόπωση.
• Ανοξείδωτος χάλυβας INOX AISI 302: για υγρασία, εξωτερικούς χώρους, τρόφιμα, θάλασσα και χημικά.
• Χάλυβας 51CrV4: για βαριά φορτία και υψηλές τάσεις, όπως σε γκαραζόπορτες και γεωργικά μηχανήματα.
• Φωσφορούχος ορείχαλκος: για ηλεκτρική αγωγιμότητα ή όταν απαιτείται μη μαγνητικό υλικό.
• Σίδηρος: για απλές, χαμηλής καταπόνησης μορφές.

Η θερμική κατεργασία μετά την περιέλιξη γίνεται αποκλειστικά στις εγκαταστάσεις μας. Είναι απαραίτητη σε όλα τα ελατήρια έλξεως, γιατί οι κλειστές σπείρες συσσωρεύουν τάσεις κατά το τύλιγμα. Χωρίς αυτήν η προένταση χάνεται με τον χρόνο. Κάθε παρτίδα συνοδεύεται από πιστοποιητικά υλικών. Περισσότερα για τα υλικά θα βρείτε στο άρθρο από τι υλικό φτιάχνονται τα ελατήρια.

Πού χρησιμοποιούνται τα ελατήρια έλξεως

Το ελατήριο έλξεως επιλέγεται όπου δύο σημεία πρέπει να τραβιούνται το ένα προς το άλλο ή ένας μηχανισμός πρέπει να επιστρέφει στη θέση του. Οι πιο συνηθισμένες εφαρμογές που εξυπηρετούμε:

• Γκαραζόπορτες: τα ελατήρια αντισταθμίζουν το βάρος του φύλλου. Δείτε τα ελατήρια γκαραζόπορτας.
• Ρολά: ρολά καταστημάτων και αποθηκών, όπου το ελατήριο βοηθά στο άνοιγμα και το κλείσιμο.
• Γεωργικά μηχανήματα: επαναφορά εργαλείων, τεντωτήρες ιμάντων και αλυσίδων.
• Ζυγαριές: το μήκος επιμήκυνσης μετατρέπεται σε ένδειξη βάρους.
• Μηχανισμοί πορτών: επαναφορά σε πόρτες, πορτάκια και καπάκια.
• Τραμπολίνα: δεκάδες ελατήρια τεντώνουν το πανί και απορροφούν τα άλματα.
• Όργανα γυμναστικής: αντίσταση σε μηχανήματα και όργανα ασκήσεων.

Σε πολλές από αυτές τις χρήσεις το ελατήριο λειτουργεί ως ελατήριο επαναφοράς, δηλαδή επιστρέφει τον μηχανισμό στην αρχική θέση όταν σταματήσει η εξωτερική δύναμη.

Πώς μετράτε ένα ελατήριο έλξεως

Για την κατασκευή ή την αντικατάσταση ενός ελατηρίου έλξεως χρειαζόμαστε τα εξής μεγέθη:

1. Διάμετρος σύρματος: με παχύμετρο πάνω σε μία σπείρα.
2. Εξωτερική διάμετρος: η μεγαλύτερη διάσταση του σώματος κάθετα στον άξονα.
3. Μήκος σώματος: από την πρώτη έως την τελευταία σπείρα, χωρίς τους γάντζους.
4. Συνολικό μήκος: από το εσωτερικό του ενός γάντζου έως το εσωτερικό του άλλου.
5. Αριθμός σπειρών: οι σπείρες του σώματος.
6. Τύπος και γωνία γάντζων: γερμανικός, αγγλικός, εφαπτόμενος ή ειδικός, και αν οι δύο γάντζοι βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο ή σε γωνία μεταξύ τους.

Μετράτε πάντα το ελατήριο χωρίς φορτίο. Αν το ελατήριο έχει τεντωθεί μόνιμα, το μήκος σώματος δεν είναι αξιόπιστο, οπότε είναι καλύτερα να μας στείλετε το δείγμα. Αναλυτικές οδηγίες θα βρείτε στο άρθρο πώς να μετρήσετε ένα ελατήριο.

Πώς αστοχούν και πώς παραγγέλνετε

Οι συνηθισμένες αιτίες αστοχίας σε ένα ελατήριο έλξεως είναι:

• Θραύση στον γάντζο: από συγκέντρωση τάσεων στην κάμψη, ιδίως όταν ο γάντζος φορτίζεται πλάγια.
• Κόπωση υλικού: μετά από πολλούς κύκλους επιμήκυνσης το σύρμα ραγίζει, συνήθως κοντά στα άκρα.
• Μόνιμη επιμήκυνση: όταν το ελατήριο τεντωθεί πέρα από το όριο ελαστικότητας, χάνει την προένταση και δεν κλείνει πλήρως.
• Διάβρωση: σκουριά σε εξωτερικούς ή υγρούς χώρους, που γίνεται σημείο έναρξης ρωγμής.

Σε κάθε περίπτωση, το σπασμένο δείγμα μάς δείχνει την αιτία και επιλέγουμε υλικό, διατομή και γάντζο ώστε να μην επαναληφθεί.

Για παραγγελία στείλτε μας τις διαστάσεις ή το δείγμα, ακόμα και φθαρμένο ή σπασμένο. Δουλεύουμε από ένα τεμάχιο έως σειρές παραγωγής. Συμπληρώστε τη φόρμα παραγγελίας ελατηρίου έλξεως ή καλέστε μας στο εργοστάσιο στον Ασπρόπυργο στο 210 557 0975 και στο υποκατάστημα στο Μεταξουργείο στο 210 524 7562. Στέλνουμε σε όλη την Ελλάδα.

Συχνές ερωτήσεις