Sélection de ressorts de traction et de ressorts de compression – aperçu/utilisations/exemples d'application

Les ressorts de traction et les ressorts de compression sont des composants mécaniques qui peuvent être utilisés dans diverses industries.

Cet article est consacré aux ressorts de traction et aux ressorts de compression en fournissant un aperçu et en illustrant leurs diverses utilisations dans le génie mécanique et la construction de machines personnalisées. Le calcul des ressorts n’est pas abordé dans ce blog.

Description du ressort de traction

Les ressorts de traction sont des éléments mécaniques conçus pour générer des forces de traction lorsqu’ils sont séparés.

Ils sont généralement constitués d’un fil enroulé et peuvent être construits pour stocker de l’énergie et libérer de l’énergie selon les besoins. Les ressorts de traction sont capables d’exercer des forces linéaires dans le sens de la tension et sont donc extrêmement utiles dans les applications où le mouvement, la force du ressort et le contrôle sont nécessaires.

Pour une fixation facile, il existe des ressorts de traction avec crochets ou des ressorts de traction avec œillet.

D'autres applications en ingénierie mécanique incluent l'utilisation de ressorts de traction sur les interrupteurs de sécurité et les circuits électriques. Pour les interrupteurs de sécurité, le ressort de traction maintient l’interrupteur en position « arrêt » jusqu’à ce qu’il soit réinitialisé manuellement. Les ressorts de traction peuvent être utilisés comme éléments de contact ou de connexion dans les circuits et les dispositifs électriques.

Description des ressorts de compression

Les ressorts de compression sont utiles dans certains mécanismes pour contrôler le mouvement ou maintenir les composants en position. Par exemple, dans les boutons de commande ou les interrupteurs, des ressorts de compression sont utilisés pour remettre l’interrupteur dans sa position initiale. Dans les vannes de sécurité, ils veillent à ce que la vanne s’ouvre uniquement à une certaine pression.

Les ressorts de compression sont normalisés selon la norme DIN 2098.

Avantages liés aux ressorts de traction et aux ressorts de compression

Les ressorts ont une longue durée de vie, à condition qu'ils soient correctement conçus pour les charges statiques et dynamiques. De plus, les ressorts sont caractérisés comme ne nécessitant pas d’entretien. Ils peuvent être ajustés en longueur et n’ont donc pas besoin d’être réajustés. D’autres avantages peuvent inclure :

• Absorption des chocs
• Contrôle précis
• Conception simple
• Faible poids
• Résistance relativement élevée aux influences environnementales

Le matériau du ressort lui-même peut également servir à un usage particulier. Par exemple, les ressorts en plastique sont particulièrement légers par rapport aux ressorts en acier et les ressorts en acier inoxydable ou en titane sont plus résistants à la corrosion.

Le matériau influence les principales propriétés du ressort. Les plastiques sont légers et adaptés aux environnements humides, et les ressorts en titane sont adaptés à des taux de ressort élevés à un poids inférieur. Les ressorts en acier inoxydable sont résistants à la corrosion, mais pas aussi légers que le plastique, mais peuvent absorber une charge plus élevée.

Conception et caractéristiques des ressorts de compression et des ressorts de pression

Les ressorts sont principalement conçus en fonction de la force maximale d’action, de la course du ressort, du matériau et de la constante du ressort. En outre, des facteurs tels que l’espace d’installation disponible ou la courbe caractéristique de force de ressort jouent un rôle dans les applications spéciales. Lors de la sélection des ressorts de traction et des ressorts de compression, les paramètres suivants peuvent être pris en compte :

Conception du ressort

La conception d’un ressort dépend des exigences, elle est basée sur la force de ressort requise, la direction du mouvement et les conditions ambiantes.

Les ressorts de traction et les ressorts de compression doivent être conçus pour répondre aux charges prévues et à la durée de vie souhaitée. La sélection du matériau joue également un rôle important ici. Par exemple, des ressorts de traction en acier inoxydable sont utilisés lorsque la résistance à la corrosion est importante.

Diamètre extérieur de l'enroulement de ressort

Le diamètre extérieur des ressorts correspond au diamètre extérieur de l'enroulement ou du corps du ressort. Il affecte principalement l’espace occupé par le ressort. Plus le ressort est grand, moins il convient aux applications avec un espace limité, telles que l’électronique. Le facteur de forme doit également être observé afin que les composants adjacents ne soient pas surchargés. Le diamètre extérieur influence également la constante du ressort. Plus le diamètre extérieur est grand, plus la charge est élevée, plus le ressort peut absorber au même diamètre de course et de fil.

Les ressorts de compression coniques diffèrent des ressorts hélicoïdaux conventionnels à spirale hélicoïdale, par exemple en raison de la forme conique de l'enroulement du ressort, et ils ont une caractéristique de ressort progressive.

Diamètre du fil de l'enroulement

Le diamètre du fil correspond au diamètre du matériau du fil. Outre les facteurs qui influencent également le diamètre extérieur, le diamètre du fil a également une influence directe sur la course du ressort. La course du ressort est la différence entre la longueur libre et la longueur comprimée ou étirée du ressort sous charge.

Les ressorts avec un diamètre de fil plus grand ont généralement une course de ressort plus petite, tandis que les ressorts avec un diamètre de fil plus petit permettent une course de ressort plus grande.

Longueur libre du ressort

La longueur libre indique la longueur du ressort aux deux extrémités sans charge. Il s’agit de la partie de la zone de charge dans laquelle le ressort peut fonctionner efficacement. La longueur libre correspond au point de départ du calcul de la course du ressort.

Longueur de tension maximale d'un ressort de traction

Pour un ressort de traction, la longueur de traction maximale correspond à la longueur maximale qui peut être atteinte aux deux extrémités lorsque la force est exercée. La longueur de tension maximale limite la course du ressort. Plus la longueur de traction maximale avec le même matériau, le même diamètre et la même résistance du fil est importante, plus la charge absorbable est importante.

Longueur maximale comprimée d'un ressort de pression

La longueur maximale comprimée correspond à la longueur la plus courte possible d’un ressort de pression lorsqu’il est comprimé sous une certaine charge de compression sans que le ressort de pression ne se déforme ou ne tombe en panne de manière permanente. Le ressort ne doit pas atteindre la longueur du bloc - la longueur lorsque les bobines de ressort se touchent. La conception du ressort prend en compte un tampon pour la longueur du bloc afin d’empêcher la migration vers le bas.

Constante de ressort pour le calcul des ressorts hélicoïdaux

La constante de ressort (ou le taux de ressort ou la rigidité du ressort) décrit la déformation d'un ressort hélicoïdal lorsqu'une force spécifique est exercée sur celui-ci. Il est mesuré en Newton par mètre (N/m).

Plus la constante du ressort est élevée dans des conditions constantes :

• plus la charge absorbable est élevée
• plus la course du ressort est faible
• plus la fréquence de résonance est élevée
• plus l'effet d'amortissement est important

En fonction de l’application, un degré élevé de rigidité peut être nécessaire, par exemple, afin de contrôler des forces ou des mouvements précis. Si une suspension plus douce ou une meilleure absorption des chocs est préférable, cela peut être obtenu avec une rigidité plus faible.

Souhaitez-vous en savoir plus sur le calcul des ressorts de traction et des ressorts de compression ? Veuillez lire l’article Calcul pour la conception des ressorts.

Tension détendue des ressorts hélicoïdaux

La tension détendue représente la contrainte interne d'un ressort spiral dans sa position neutre ou détendue avant qu'une force externe ne soit exercée sur celui-ci. Une tension détendue plus élevée se traduit par un ressort plus rigide, tandis qu’une tension détendue plus faible se traduit par un ressort plus flexible.

Exemples d’application pour les ressorts de traction : l’ingénierie mécanique, où les ressorts de traction sont utilisés pour ramener les pièces mobiles dans leur position initiale. Elles peuvent être ainsi utilisées dans les systèmes de levage ou de positionnement pour maintenir un équilibre ou une tension constante.

L’industrie textile utilise des ressorts de traction sur les machines tournantes et les machines à tisser. Ils maintiennent les filets sous tension et s’assurent que le filet a la tension correcte, est tiré uniformément pendant le processus de production.

Chez MISUMI, vous trouverez une large gamme de ressorts de traction et de ressorts de compression pour de nombreuses applications différentes.