सर्पिल स्प्रिंग एक विशेष प्रकार का हेलिकल स्प्रिंग है, जिसका आकार समतल आर्किमिडीयन सर्पिल या संकेंद्रित सर्पिल जैसा होता है। यह वाइंडिंग के दौरान संभावित ऊर्जा को संग्रहीत करने के लिए अत्यधिक लोचदार धातु की पट्टी (आमतौर पर स्प्रिंग स्टील या स्टेनलेस स्टील) का उपयोग करता है। मुख्य कार्य सिद्धांत हुक के लोचदार विरूपण के नियम पर आधारित है, लेकिन विशिष्ट रूप से प्रकट होता है: जब स्प्रिंग का एक सिरा स्थिर होता है और दूसरा सिरा घूर्णी बलाघूर्ण के अधीन होता है, तो धातु की पट्टी अपने केंद्रीय अक्ष के चारों ओर कस जाती है या ढीली हो जाती है, यांत्रिक ऊर्जा को संग्रहीत लोचदार विरूपण ऊर्जा में परिवर्तित कर देती है, और टोक़ उतारने पर ऊर्जा जारी करती है, अपने मूल आकार में लौट आती है।
यह संरचना पारंपरिक हेलिकल स्प्रिंग्स के अक्षीय स्थान के कब्जे से बचती है, एक कॉम्पैक्ट प्लानर या बेलनाकार स्थान के भीतर ऊर्जा का भंडारण करती है। इसका टॉर्क और रोटेशन कोण आम तौर पर एक अच्छा रैखिक संबंध प्रदर्शित करते हैं। इसके डिज़ाइन की कुंजी कुशल ऊर्जा रूपांतरण और लंबी सेवा जीवन सुनिश्चित करने के लिए पट्टी के क्रॉस-अनुभागीय आयामों, सामग्री की उपज शक्ति और सर्पिल के बीच घर्षण हानि को सटीक रूप से नियंत्रित करने में निहित है।
ऊर्जा भंडारण और विमोचन की सटीक प्रक्रिया
ऊर्जा भंडारण घनत्व सर्पिल स्प्रिंग का एक प्रमुख प्रदर्शन संकेतक है। अन्य प्रकार के स्प्रिंग्स की तुलना में, इसका समान तनाव वितरण एक सीमित मात्रा में अधिक ऊर्जा के भंडारण की अनुमति देता है। जब गतिशील अंत भुजा पर कोई बाहरी बल लगाया जाता है, तो धातु की पट्टी बाहर से अंदर या अंदर से बाहर की ओर समान रूप से घूमती है, जिससे सामग्री के भीतर निरंतर, चिकनी झुकने वाला तनाव उत्पन्न होता है। इस प्रक्रिया के लिए सामग्री में अत्यधिक थकान सीमा और समान यांत्रिक गुणों की आवश्यकता होती है; किसी भी सूक्ष्म दोष से तनाव एकाग्रता और समय से पहले विफलता हो सकती है।
रिलीज़ प्रक्रिया भंडारण प्रक्रिया के विपरीत है, लेकिन यह सरल पुनर्प्राप्ति नहीं है। स्प्रिंग को रिबाउंड पर एक स्थिर और नियंत्रणीय टॉर्क आउटपुट प्रदान करना चाहिए, जो विंड अप तंत्र की गतिशील चिकनाई के लिए महत्वपूर्ण है। इंजीनियर गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के माध्यम से सामग्री के लोचदार मापांक और विश्राम प्रतिरोध को अनुकूलित करते हैं और सतह के उपचार के माध्यम से इंटरलेयर घर्षण को कम करते हैं, लाखों चक्रों के लिए विश्वसनीयता बनाए रखते हुए 90% से अधिक की ऊर्जा रिलीज दक्षता प्राप्त करते हैं।
