Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Manufacturing Technology >> Proses manufaktur

Mata air

Pegas adalah perangkat yang mengubah bentuknya sebagai respons terhadap gaya eksternal, kembali ke bentuk aslinya ketika gaya dihilangkan. Energi yang dikeluarkan untuk mengubah bentuk pegas disimpan di dalamnya dan dapat diperoleh kembali ketika pegas kembali ke bentuk aslinya. Umumnya, jumlah perubahan bentuk secara langsung berkaitan dengan jumlah gaya yang diberikan. Namun, jika gaya yang diberikan terlalu besar, pegas akan berubah bentuk secara permanen dan tidak pernah kembali ke bentuk semula.

Latar Belakang

Ada beberapa jenis mata air. Salah satu yang paling umum terdiri dari kawat luka menjadi bentuk silinder atau kerucut. Pegas ekstensi adalah pegas melingkar yang koilnya biasanya saling bersentuhan; sebagai gaya yang diterapkan untuk meregangkan pegas, kumparan terpisah. Sebaliknya, pegas kompresi adalah pegas melingkar dengan ruang di antara kumparan yang berurutan; ketika gaya diterapkan untuk memperpendek pegas, kumparan didorong lebih dekat bersama-sama. Jenis pegas melingkar ketiga, yang disebut pegas torsi, dirancang sedemikian rupa sehingga gaya yang diterapkan memutar kumparan menjadi spiral yang lebih rapat. Contoh umum pegas torsi ditemukan di clipboard dan jepit rambut kupu-kupu.

Variasi lain dari pegas melingkar adalah pegas arloji, yang digulung menjadi spiral datar daripada silinder atau kerucut. Salah satu ujung pegas berada di tengah spiral, dan ujung lainnya berada di tepi luarnya.

Beberapa pegas dibuat tanpa gulungan. Contoh paling umum adalah pegas daun, yang berbentuk seperti lengkungan dangkal; hal ini umumnya digunakan untuk sistem suspensi mobil. Jenis lainnya adalah pegas cakram, perangkat seperti mesin cuci yang berbentuk seperti kerucut terpotong. Silinder inti terbuka dari bahan padat dan elastis juga dapat bertindak sebagai pegas. Pegas non-koil umumnya berfungsi sebagai pegas kompresi.

Sejarah

Sangat sederhana, pegas non-koil telah digunakan sepanjang sejarah. Bahkan cabang pohon yang tahan banting dapat digunakan sebagai pegas. Perangkat pegas yang lebih canggih berasal dari Zaman Perunggu, ketika pinset alis umum digunakan di beberapa budaya. Selama abad ketiga SM, insinyur Yunani Ctesibius dari Alexandria mengembangkan proses untuk membuat "perunggu kenyal" dengan meningkatkan proporsi timah dalam paduan tembaga, pengecoran bagian, dan pengerasan dengan pukulan palu. Dia mencoba menggunakan kombinasi pegas daun untuk mengoperasikan ketapel militer, tetapi itu tidak cukup kuat. Selama abad kedua SM, Philo dari Byzantium, insinyur ketapel lain, membangun perangkat serupa, tampaknya dengan beberapa keberhasilan. Gembok banyak digunakan di kekaisaran Romawi kuno, dan setidaknya satu jenis menggunakan daun logam yang ditekuk untuk menjaga perangkat tetap tertutup sampai daun dikompresi dengan kunci.

Perkembangan signifikan berikutnya dalam sejarah mata air terjadi pada Abad Pertengahan. Gergaji listrik yang dibuat oleh Villard de Honnecourt sekitar tahun 1250 menggunakan kincir air untuk mendorong mata gergaji ke satu arah, sekaligus menekuk tiang; saat tiang kembali ke keadaan tidak bengkok, ia menarik mata gergaji ke arah yang berlawanan.

Mata air melingkar dikembangkan pada awal abad kelima belas. Dengan mengganti sistem pemberat yang biasanya memberi daya pada jam dengan mekanisme pegas luka, pembuat jam Diagram yang menggambarkan penggulungan pegas yang dilakukan oleh mesin CNC. mampu membuat perangkat penunjuk waktu portabel yang andal. Kemajuan ini memungkinkan navigasi angkasa yang tepat untuk kapal-kapal yang berlayar di lautan.

Pada abad kedelapan belas, Revolusi Industri memacu perkembangan teknik produksi massal untuk membuat pegas. Selama tahun 1780-an, tukang kunci Inggris Joseph Bramah menggunakan mesin pegas di pabriknya. Rupanya adaptasi dari mesin bubut, mesin membawa gulungan kawat di tempat kepala pemotong. Kawat dari gulungan dililitkan di sekitar batang yang diamankan di mesin bubut. Kecepatan sekrup timah, yang membawa gulungan sejajar dengan batang pemintal, dapat disesuaikan untuk memvariasikan jarak gulungan pegas.

Contoh umum penggunaan pegas saat ini berkisar dari kumparan kecil yang mendukung tombol pada touchpad ponsel hingga kumparan besar yang menopang seluruh bangunan dan melindunginya dari getaran gempa.

Bahan Baku

Paduan baja adalah bahan pegas yang paling umum digunakan. Paduan yang paling populer termasuk karbon tinggi (seperti kawat musik yang digunakan untuk senar gitar), karbon rendah tahan minyak, silikon krom , vanadium krom, dan baja tahan karat.

Logam lain yang terkadang digunakan untuk membuat pegas adalah paduan tembaga berilium, perunggu fosfor, dan titanium. Karet atau uretana dapat digunakan untuk pegas silindris dan non-koil. Bahan keramik telah dikembangkan untuk pegas melingkar di lingkungan bersuhu sangat tinggi. Bahan komposit serat kaca satu arah sedang diuji untuk kemungkinan penggunaan di pegas.

Desain

Berbagai persamaan matematis telah dikembangkan untuk menggambarkan sifat-sifat pegas, berdasarkan faktor-faktor seperti komposisi dan ukuran kawat, diameter kumparan pegas, jumlah kumparan, dan jumlah gaya eksternal yang diharapkan. Persamaan ini telah dimasukkan ke dalam perangkat lunak komputer untuk menyederhanakan proses desain.

Proses Pembuatan

Uraian berikut berfokus pada pembuatan baja-paduan, pegas melingkar.

Melingkar

Pengerasan

Menyelesaikan

Kontrol Kualitas

Berbagai perangkat pengujian digunakan untuk memeriksa pegas yang telah selesai agar sesuai dengan spesifikasi. Perangkat pengujian mengukur sifat-sifat seperti kekerasan logam dan jumlah deformasi pegas di bawah gaya yang diketahui. Pegas yang tidak memenuhi spesifikasi dibuang. Analisis statistik dari hasil pengujian dapat membantu produsen mengidentifikasi masalah produksi dan meningkatkan proses sehingga lebih sedikit pegas yang rusak yang dihasilkan.

Sekitar sepertiga dari pegas yang rusak diakibatkan oleh masalah produksi. Dua pertiga lainnya disebabkan oleh kekurangan pada kawat yang digunakan untuk membentuk pegas. Pada tahun 1998, para peneliti melaporkan pengembangan uji koilabilitas kawat (disebut FRACMAT) yang dapat menyaring kawat yang tidak memadai sebelum membuat pegas.

Mesin melingkar yang dioperasikan komputer meningkatkan kualitas dalam dua cara. Pertama, mereka mengontrol diameter dan pitch pegas lebih tepat daripada operasi manual. Kedua, melalui penggunaan bahan piezoelektrik, yang ukurannya bervariasi dengan input listrik, kepala melingkar CNC dapat secara tepat menyesuaikan secara real time dengan pengukuran karakteristik pegas. Akibatnya, mesin cerdas ini menghasilkan lebih sedikit pegas yang harus ditolak karena tidak memenuhi spesifikasi.

Masa Depan

Tuntutan dari industri komputer dan telepon seluler yang berkembang pesat mendorong produsen pegas untuk mengembangkan teknik yang andal dan hemat biaya untuk membuat pegas yang sangat kecil. Pegas yang mendukung tombol pada touchpad dan keyboard penting, tetapi ada juga aplikasi yang kurang jelas. Misalnya, produsen peralatan uji yang digunakan dalam produksi semikonduktor telah mengembangkan teknologi kontak pegas mikro. Ribuan pegas kecil, hanya setinggi 40 mil (0,040 in atau 1 mm), terikat pada titik kontak individual dari wafer semikonduktor. Ketika wafer ini ditekan ke instrumen uji, pegas akan terkompresi, menghasilkan sambungan listrik yang sangat andal.

Alat kesehatan juga menggunakan mata air yang sangat kecil. Sebuah pegas melingkar telah dikembangkan untuk digunakan di ujung penyisipan kateter atau endoskopi. Terbuat dari kawat berdiameter 0,0012 inci (30 mikrometer atau 0,030 mm), pegas setebal 0,0036 inci (0,092 mm)—hampir sama dengan rambut manusia. Perusahaan Jepang yang mengembangkan musim semi ini berusaha membuatnya lebih kecil.

Miniaturisasi akhir yang dicapai sejauh ini dicapai pada tahun 1997 oleh seorang ahli kimia Austria bernama Bernard Krautler. Dia membangun pegas molekul dengan merangkai 12 atom karbon bersama-sama dan menempelkan molekul vitamin B12 ke setiap ujung rantai melalui atom kobalt. Dalam keadaan santai rantai memiliki bentuk zig-zag; ketika dibasahi dengan air, bagaimanapun, itu tertekuk erat. Menambahkan siklodekstrin menyebabkan rantai kembali ke keadaan rileks. Tidak ada aplikasi praktis dari mata air ini yang ditemukan, tetapi penelitian terus berlanjut.


Proses manufaktur

  1. 4 Jenis Pegas Koil yang Umum
  2. Apa itu Musim Semi Gartner?
  3. Panduan Pemula untuk Pegas Kompresi
  4. Panduan Pemula untuk Extension Springs
  5. Extension vs Compression Springs:Apa Bedanya?
  6. Apa itu Pegas Ekstensi Mekanik?
  7. Peralatan Lansekap Musim Semi
  8. Tutorial Musim Semi Solidworks – Animasi Musim Semi Adaptif
  9. Apa itu Peredam Kejut Pegas?
  10. Panduan Penggantian Peredam Pegas