CONTENT

สปริง คือ ขดสปริง หมายถึง Coil Spring เป็นขดลวดที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดต่างๆ ขดเป็นวง รูปทรงกระบอก

สปริงจะวัดค่าด้วยค่า K หรือเรียกว่า spring rate

สปริง มีลักษณะเป็นลวดมีเส้นผ่าศูนย์กลางหลายขนาด นำมาขดเป็นวง รูปทรงกระบอก มีคุณสมบัติยืดหยุ่นได้

วิธีการวัดค่าสปริงดึง

สปริงมีกี่ประเภท

สปริงแรงดึง (Tension Spring) **: ใช้ในการดึงหรือยืดออก เช่น ในเครื่องมือหรืออุปกรณ์ที่ต้องการแรงดึงกลับ.

สปริงแผ่น (Leaf Spring) **: ใช้ในระบบรองรับน้ำหนัก เช่น ในรถบรรทุกหรือรถยนต์.

สปริงแรงกด (Compression Spring) **: ใช้ในการกดหรือบีบ เช่น ในระบบกันสะเทือนของรถยนต์หรืออุปกรณ์ที่ต้องการแรงกด.

การควบคุมระยะเวลาในการอบ (Time at Temperature) มีผลอย่างมากต่อคุณภาพสปริง โดยสรุปเป็น 3 กรณีหลัก:

การอบความร้อนเป็นขั้นตอนสำคัญเพื่อปรับปรุงสมบัติทางกลของสปริง โดยเฉพาะสปริงที่ทำจากเหล็กกล้าและสแตนเลส ประกอบด้วย 3 ระยะหลัก:

ลวดทั้งสองประเภทนิยมใช้ทำสปริงในอุตสาหกรรม แต่มีส่วนผสมทางเคมีและคุณสมบัติต่างกัน ดังนี้:

สปริงต้องเป็นวัสดุที่มี ความยืดหยุ่นสูง และ ทนต่อการเสียรูป โดยวัสดุที่นิยมใช้มีดังนี้

ค่าคงที่ของสปริง มักใช้สัญลักษณ์ k คือค่าที่บอกความแข็งหรือความยืดหยุ่นของสปริง โดยวัดว่า ต้องใช้แรงมากแค่ไหนเพื่อยืดหรือกดสปริงให้ขยับไปจากตำแหน่งเดิม

สปริงแบบ2ขา (Torsion Spring) **: ใช้ในการหมุนหรือบิด เช่น ในเครื่องมือที่ต้องการแรงบิด.

ความแตกต่างระหว่าง Tempering (การอบ отпу) และ Annealing (การอบอ่อน)ทั้งสองกระบวนการเป็น การอบความร้อน (Heat Treatment) แต่มีวัตถุประสงค์และผลลัพธ์ต่างกันโดยสิ้นเชิง:

การอบอ่อน (Annealing) มีความสำคัญสำหรับสปริงเพื่อ คลายความเค้น เพิ่มความเหนียว และปรับปรุงโครงสร้างผลึก โดยอุณหภูมิและอัตราการเย็นตัวจะกำหนดคุณสมบัติสุดท้าย

การออกแบบสปริงที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่ความเสียหายก่อนวัยอันควร โดยปัจจัยหลักมาจาก ความเค้นกระจุกตัว (Stress Concentration), การกระจายแรงไม่สมดุล, หรือการคำนวณสมบัติวัสดุผิดพลาด ดังนี้:

สปริงสามารถแตกหักได้จากหลายปัจจัย ทั้งในกระบวนการผลิตและระหว่างใช้งาน ดังนี้:

สปริง ไม่ใช่แค่ชิ้นส่วนเล็ก ๆ ในเครื่องจักร แต่เป็น หัวใจสำคัญของวิวัฒนาการทางกลไก ที่เติบโตไปพร้อมกับอารยธรรมมนุษย์ จากคันธนูดึกดำบรรพ์จนถึงหุ่นยนต์อัจฉริยะในปัจจุบัน

เทคโนโลยีการผลิตสมัยใหม่สามารถสร้าง ลวดสปริงขนาดเล็กจิ๋ว ที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และทางการแพทย์ได้ โดยมีขนาดเล็กถึงระดับ ไมครอน

รถยนต์หรูและรถแข่งระดับสูงมักใช้ระบบกันสะเทือนที่ออกแบบพิเศษด้วยวัสดุคุณภาพสูง โดยเฉพาะสปริงโช้คที่ทำจากวัสดุต่อไปนี้:

สปริงในช็อคอัพมอเตอร์ไซค์มีบทบาทสำคัญในการให้ ความนุ่มสบาย ความมั่นคง และการควบคุม โดยทำงานร่วมกับแดมเปอร์ (แบบไฮดรอลิกหรือแก๊ส) เพื่อดูดซับแรงกระแทกและให้ยางเกาะถนนได้ดี

สปริงมีบทบาทสำคัญในกลไกของหน้าต่าง ช่วยให้หน้าต่างทำงานได้อย่างราบรื่น ปลอดภัย และคงทน ต่อไปนี้คือประเภทหลักของสปริงที่พบในหน้าต่าง หน้าที่และการใช้งาน:

1.M1911 Recoil Spring: วิวัฒนาการและกลไกแห่งตำนาน 2.สปริงในกลไกนาฬิกา: หัวใจแห่งการบอกเวลา 3.ประวัติศาสตร์ของสปริงในนาฬิกา: จากยุคแรกเริ่มสู่เทคโนโลยีสมัยใหม่ 4.Constant Force Spring ในตลับเมตร: วิศวกรรมเล็กๆ ที่เปลี่ยนโลกการวัด 5.เหตุผลที่ต้อง "กลับด้าน" Constant Force Spring ในตลับเมตร

สปริงถูกนำไปใช้งานในหลากหลายอุตสาหกรรมและชีวิตประจำวัน เนื่องจากคุณสมบัติในการกักเก็บพลังงานและคืนรูปได้ดี นี่คือตัวอย่างการใช้งานสปริงในแอปพลิเคชันต่างๆ แยกตามหมวดหมู่:

ลวดสปริงที่ใช้ในทางการแพทย์ต้องมี ความปลอดภัยต่อร่างกายมนุษย์ ความแม่นยำสูง และทนต่อสภาพแวดล้อมในร่างกาย เช่น ทนต่อของเหลวในร่างกาย (เลือด, น้ำเหลือง) และไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื้อเยื่อ

ลวดสปริงที่ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศต้องมี ความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา และทนต่อสภาพแวดล้อมสุดขั้ว เช่น อุณหภูมิสูง, การสั่นสะเทือนรุนแรง, และแรงกดดันมหาศาล

สปริงกันสะเทือน (ช็อคอัพ) ที่ดีสำหรับรถยนต์ต้องมีความสมดุลระหว่าง ความทนทาน ประสิทธิภาพ และความนุ่มสบาย พร้อมรับแรงกระแทกได้ดี ต่อไปนี้คือปัจจัยสำคัญที่กำหนดสปริงกันสะเทือนคุณภาพสูง:

Hydrogen Embrittlement (HE) เป็นปรากฏการณ์ที่ ไฮโดรเจนแทรกซึมเข้าไปในโครงสร้างโลหะ ทำให้วัสดุเกิดความเปราะอย่างฉับพลัน แม้จะรับแรงน้อยกว่าความแข็งแรงปกติก็สามารถแตกหักได้ มักพบในกระบวนการผลิตที่เกี่ยวข้องกับ กรด, ไฟฟ้า, หรือความชื้นสูง