สปริงคืออะไร ? รู้จักกับประเภทของสปริงและการใช้งานในอุตสาหกรรม

สปริง(Spring) เป็นชิ้นส่วนที่นิยมใช้งานกันมาก ในการออกแบบเครื่องจักร สปริงนั้นมีรูปร่างหน้าตามากมาย ในบทความนี้เราจะมาทำความรู้จักกับสปริงให้มากยิ่งขึ้น ไม่ว่าจะเป็นรูปแบบของสปริงที่นิยมใช้งานกันในอุตสาหกรรม วัสดุที่ใช้ทำสปริง และ ข้อควรระวังในการใช้งานสปริง

สปริงคืออะไร ?

สปริง(Spring) คือ ชิ้นส่วนชนิดหนึ่งที่เมื่อเราใส่ภาระโหลด ไม่ว่าจะเป็นการดึง การกด การบิด เมื่อเราเอาโหลด ออกสปริงจะกลับคืนตัวกลับสู่ตำแหน่งเดิมได้อย่างรวดเร็ว 

สปริงสามารถทำหน้าที่อะไรได้บ้าง ?

1. ใช้วัดแรง เช่น สปริงภายในตาชั่งสปริง
2. ใช้ทำหน้าที่เป็นชิ้นของเครื่องจักรกล ให้มีการเคลื่อนที่กลับสู่ตำแหน่งเดิมเช่น ในวาล์วควบคุมทิศทาง
3. ใช้ส่งแรงจากชิ้นส่วนหนึ่งไปยังอีกชิ้นส่วนหนึ่ง 

ประเภทของสปริง

1.สปริงขดแบบกด (Compression springs)

สปริงประเภทนี้ใช้สำหรับรองรับการกดยุบตัว ซึงเพื่อน ๆ สามารถพบเห็นได้ทั่วไปในชีวิตประจำวันนั้นก็คือ สปริงกดในปากกา จริง ๆ แล้วสปริงรูปแบบกดมีรูปแบบปลายของสปริง

ให้เลือกใช้งานถึง 4 รูปแบบดังนี้

2.สปริงขดแบบดึง (Tension springs)

สปริงประเภทนี้ นิยมนำไปใช้งานไม่น้อยไปกว่าสปริงแบบกด ตัวอย่างเช่น ใช้งานในตาชั่งสปริง เพื่อให้สปริงขดแบบดึงสามารถรับแรงดึงได้ สปริงชนิดนี้จึงมักทำปลายของสปริงเป็นรูปตะขอหรือห่วง เพื่อใช้เกี่ยวกับสิ่งที่ต้องการให้ออกแรงดึง นอกจากนั้นยังมีมุมของตะขอที่สามารถกำหนดได้   

สปริงขดแบบดึง รูปแบบตะขอ	สปริงขดแบบดึง รูปแบบห่วง

มุมของตะขอและห่วงที่สามารถเลือกใช้งานได้ 

มุม 90°	มุม 180°

3.สปริงขดแบบบิด (Torsion springs)

สปริงประเภทนี้ปลายของสปริงจะเป็นปลายตรงทำซึ่งทำมุมกัน โดยทั่วไปจะมีมุมให้เลือกอยู่ด้วยกัน 3 ค่านั้นก็คือ 90° 135° และ 180°  ใช้รับแรงบิดรอบแกนของสปริง เช่น สปริงที่ติดตั้งอยู่ในส่วนบานประตู สปริงชนิดนี้ 

วัสดุที่ใช้ทำสปริง

สปริงในอุตสาหกรรมมีวัสดุให้เลือกใช้งานมากมายใน เช่น piano wire, oil-tempered wire, stainless steel , steel และ อื่นๆ อีกมากมาย ในบทความนี้เราจะยกตัวอย่างวัสดุที่นิยมนำมาผลิตเป็นสปริงที่เหมาะกับการใช้งานในเครื่องจักรอุตสาหกรรม ดังนี้ 

1.Piano wire หรือ music wire 

ลวดชนิดนี้เป็นลวดที่นิยมใช้กันมากที่สุดในสปริงขนาดเล็ก มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 0.1 mm ไปจนถึง 6.35 mm. ไม่เหมาะต่อการนำไปใช้งานที่อุณหภูมิสูงกว่า 120 °C และต่ำกว่า 0  °C

2.Oil-tempered wire 

มีราคาถูกว่า piano wire ลวดสปริงชนิดนี้มีใช้งานกันแพร่หลาย มีขนาดให้เลือกใช้ตั้งแต่ 0.5 mm ไปจนถึง 16 mm อุณหภูมิใช้งาน อยู่ระหว่าง 0-180°C

3.Chrome vanadium steel 

เป็นโลหะผสมที่นิยมใช้กันมากเมื่อโลหะอื่น ๆ ไม่สามารถที่จะทนความเค้นสูง ๆ ได้เหมาะสำหรับรับแรงกระแทกได้ดี มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 0.5  mm. จนถึง 12.50 mm. สามารถทนอุณหภูมิได้สูงถึง 230°C

4.Stainless steel (AISI 302)

วัสดุชนิดนี้มีราคาแพง รับแรงได้มาก ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเหมาะสำหรับใช้รับแรงกระแทก มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางให้เลือกใช้งานตั้งแต่ 0.2 mm. ไปจนถึง 12.50 mm.

การสั่งซื้อสปริงสักชิ้นต้องแจ้งข้อมูลอะไรให้กับผู้ขายบ้างล่ะ ?

1. ชนิดและรูปร่าง เช่น สปริงขดแบบกดปลายตัด
2. ขนาด เช่น ความยาวปกติของสปริงก่อนการหดตัว(free length หรือ L_f) เส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดและเส้นลวด ความยาวหลังจากสปริงหดตัว เป็นต้น
3. วัสดุของสปริง เช่น piano wire,  Stainless steel เป็นต้น

ข้อควรระวังในการใช้สปริง

• ไม่ควรตัดสปริงเองตามความยาวที่ต้องการใช้งาน เพราะจะทำให้คุณสมบัติของสปริงเปลี่ยนแปลงไป
• ในการซ่อมบำรุงเครื่องจักรแนะนำให้เปลี่ยนสปริงพร้อมกันทั้งชุด ไม่ควรเปลี่ยนแค่ตัวใดตัวหนึ่ง เพราะว่าแรงกดจะไม่สม่ำเสมอ อาจทำให้เครื่องจักรเกิดความเสียหายได้ 

จบกันไปแล้วนะครับ สำหรับความรู้ที่เรานำมาฝากกันในสัปดาห์นี้ เป็นหัวข้อเกี่ยวกับ สปริง (Spring) หวังว่าเพื่อน ๆ จะได้สาระความรู้เพิ่มเติมมากมาย ไม่มากก็น้อยจากบทความนี้ สุดท้ายนี้เรามีคำศัพท์ที่น่าสนใจมาฝากกันเหมือนเดิมครับ 

คำศัพท์ที่น่าสนใจ