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스프링

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요약 스프링의 탄성 변형시 흡수·축적된 에너지이며, 이동하중을 억제하거나 동력원으로 사용된다. 대부분은 기계식이지만 수압이나 공기를 이용할 수도 있다. 비틀림 스프링은 기관의 시동기와 경첩이음에 사용되며 인장·압축 코일스프링은 자동차의 현가장치, 총포의 반동장치, 기관의 밸브 개폐장치 등에 쓰인다. 판스프링, 비틀림 막대 스프링 등도 차량 현가장치로 사용된다. 시계의 동력원으로 사용되는 태엽도 스프링의 하나인데 타자기나 주차시간 자동표시기에도 사용된다. 공기 스프링은 용기 넣은 공기의 압축·팽창으로 작동한다. 이것을 자동차에 사용하면 하중에 관계없이 높이가 유지된다. 유압 스프링은 피스톤이 실린더의 유체에 하중을 줌으로써 작용한다.

스프링에 가한 힘과 그에 따른 변위의 곱이 탄성변형시 흡수·축적된 에너지이며, 이동하중을 억제하거나 동력원으로 사용하기 위해 태엽을 감으면 에너지가 저장된다. 대부분의 스프링은 기계식이지만 수압이나 공기를 이용할 수도 있다.

철사를 나사산처럼 감은 코일스프링(압축 코일스프링, 인장 코일스프링, 원추 코일스프링, 비틀림 코일스프링)이 가장 널리 사용되는 기계식 스프링이다. 이것은 하중을 전달하거나 밀고 당기기 위해 사용된다. 비틀림 스프링은 기관의 시동기와 경첩이음에 사용된다. 인장·압축 코일스프링은 주로 자동차의 현가장치, 총포의 반동장치, 기관의 밸브 개폐장치 등의 여러 용도로 사용된다.

판스프링(leaf spring)은 주로 차량 현가장치로 사용된다. 이 장치는 길이가 다르고 폭이 일정한 좁고 약간 굽은 판들을 겹쳐놓은 것이며, 짧은 판이 중심에 위치하여 반타원형을 이룬다. 가장 긴 판의 끝은 핀으로 자동차와 연결되고, 차축은 겹판이 가장 두꺼운 중앙에 고정된다. 시계의 소형 동력원으로 사용되는 태엽도 하나의 스프링인데, 이것은 편평하며 길고 가는 조각 또는 철사를 둘둘 말아서 만든다. 태엽은 또한 타자기나 주차시간 자동표시기에도 사용된다.

판스프링(leaf spring)

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그림에 있는 비틀림 막대 스프링은 몇몇 자동차의 현가장치에 사용된다. 둥근 비틀림막대는 판 B에는 고정되고 판 A에서는 지지되지만 자유롭게 회전한다. 하중이 걸리는 C지점에 힘이 가해지면 막대는 비틀리고, 막대의 길이 및 지름과 지레의 길이에 따르는 현가장치의 강성은 L이 변함에 따라 자유롭게 변화될 수 있다.

공기 스프링은 기본적으로 고무나 섬유로 만든 풀무와 같은 모양의 용기에 공기가 든 것이다. 이것의 스프링 작용은 공기의 압축·팽창에 따라 발생한다. 공기 스프링을 자동차에 사용하면 하중에 관계없이 높이가 유지된다. 유압 스프링은 비교적 작고 두꺼운 벽을 가진 실린더의 한쪽 끝 중앙에 들어 있는 피스톤이 실린더 안의 유체에 하중을 가함으로써 스프링 작용을 하게 된다. 유체가 압축을 받거나 실린더 벽의 변형(부풀어 오름) 때문에 피스톤이 움직인다. 이런 스프링은 하중과 강성이 매우 큰 곳에 특히 유용하다.

공기 스프링

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