Ressorts de torsion

Un ressort de torsion est un type de ressort mécanique qui fonctionne en exerçant un couple ou une force de torsion lorsqu'il est tordu le long de son axe. Le ressort est constitué d'un fil enroulé en forme de spirale, dont les extrémités sont reliées à un point fixe d'un côté et à un point rotatif de l'autre. Lorsque le point de rotation est tourné, le ressort emmagasine de l'énergie en se tordant et lorsque la force de rotation est relâchée, le ressort se détend et libère l'énergie emmagasinée. Bien que leur nom indique le contraire, les ressorts de torsion sont soumis à une contrainte de flexion et non de torsion. Ils peuvent stocker et libérer de l'énergie angulaire ou maintenir statiquement un mécanisme en place en déviant les branches autour de l'axe central du corps.

Un ressort de torsion est normalement enroulé serré mais peut être doté d'un pas pour réduire le frottement entre les spires. Les ressorts de torsion résistent aux forces de torsion et de rotation. Selon l'utilisation, un ressort de torsion peut être conçu pour fonctionner dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui déterminera la direction de l'enroulement.

Applications des ressorts de torsion

Les ressorts de torsion sont couramment utilisés dans une variété d'applications, comme les charnières de portes, les portes de garage, les leviers et divers types de machines. Ils sont également utilisés dans les jouets, les horloges et d'autres produits de consommation où une force de rotation est nécessaire. Les dimensions vont des ressorts miniatures, utilisés dans les appareils électroniques, aux grands ressorts de torsion utilisés dans les unités de contrôle des fauteuils. Les ressorts de torsion peuvent être fabriqués dans différents matériaux, notamment l'acier, l'acier inoxydable et d'autres alliages, en fonction des exigences spécifiques de l'utilisation qui en sera faite. Ils sont appréciés pour leur capacité à fournir un couple élevé, pour leur résistance et leur durabilité.

Configurations des ressorts de torsion

Il existe de nombreuses options pour la configuration des branches des ressorts de torsion, qui permettent de fixer le ressort de différentes manières. Les caractéristiques des branches d'un ressort de torsion comprennent l'angle des branches, leur longueur et le style. Les ressorts qui sont droits ou parallèles du même côté sont considérés comme ayant un angle de branche de 0º et l'angle croissant est dans le sens du déroulement. Les ressorts de torsion les plus courants sont les suivants : ressort de torsion droit, ressort de torsion droit décalé, ressort de torsion à charnière, avec crochet court et avec crochet. Les extrémités des ressorts de torsion peuvent être conçues avec des courbes, des torsades, des crochets ou des boucles sur mesure pour répondre aux besoins de votre projet. Les ressorts de torsion Lee Spring de série sont proposés avec un positionnement libre des branches à 90 degrés, 120 degrés, 180 degrés, 210 degrés, 270 degrés, 300 degrés et 360 degrés pour des branches droites. Les ressorts de torsion doubles sur mesure sont constitués d'un jeu de spires enroulées à droite et d'un jeu de spires enroulées à gauche. Ces spires sont connectées, généralement avec une section non enroulée entre elles, et fonctionnent en parallèle. Les sections sont conçues séparément, le couple total étant la somme des deux.

Quelle est la particularité des ressorts de torsion ?

L'une des principales spécificités d'un ressort de torsion est qu'il peut stocker et libérer de l'énergie par un mouvement de torsion, contrairement aux mouvements de compression et d'extension plus courants des autres types de ressorts. Ce mouvement de torsion permet au ressort de torsion de générer un couple élevé ou une force de rotation, ce qui le rend bien adapté aux applications nécessitant une force de rotation, telles que les charnières de porte, les portes de garage et divers types de machines.

Un autre aspect unique des ressorts de torsion est que leurs propriétés peuvent être ajustées en faisant varier leurs paramètres de conception, tels que le diamètre du fil, le diamètre extérieur et le nombre de spires. Ils sont donc hautement personnalisables et polyvalents, ce qui permet de les adapter aux exigences spécifiques des différentes applications. En outre, les ressorts de torsion sont connus pour leur grande résistance et leur durabilité, en raison de leur capacité à résister à des torsions et détorsions répétées sans subir de défaillance due à la fatigue. Ils constituent donc un choix fiable et rentable pour de nombreuses applications industrielles et grand public.
 

Ressorts de torsion de série

Les ressorts de torsion Lee Spring de série ont été soigneusement conçus pour représenter les spécifications les plus couramment utilisées, tant en pouces qu'en mesures métriques. Les ressorts de torsion de série sont proposés dans une large gamme d'options et de configurations et sont disponibles pour une livraison immédiate après choix sur catalogue. Choisissez parmi des milliers d'options de conception, d'angles et de longueurs de branches, avec un enroulement vers la gauche ou la droite. Les ressorts de torsion de série sont proposés dans une variété de matériaux comme le fil d'acier, l'acier inoxydable 302 et l'acier inoxydable 316. Les ressorts en fil d'acier Lee Spring de série sont plaqués et les ressorts de torsion en acier inoxydable, ils constituent le choix idéal pour la résistance à la corrosion et sont passivés. 

Angles libres des ressorts de torsion de série

Ressort de torsion à 90°

Ressort de torsion à 120°

Ressort de torsion à 180°

Ressort de torsion à 210°

Lee Spring offre une expédition standard gratuite pour les commandes de ressorts de série, un placage gratuit, une assistance technique spécialisée, un service de support à la clientèle en direct et bien plus encore. Les ressorts de torsion Lee Spring de série sont proposés avec des branches de même longueur orientées selon des angles variables sans charge.
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Ressorts de torsion sur mesure

Lee Spring peut fabriquer des ressorts de torsion personnalisés répondant à vos spécifications pour tous vos projets. Nous offrons une assistance technique expérimentée, de la conception à la production. Choisissez parmi une vaste sélection de matériaux et d'options de finition qui conviendront parfaitement à votre application de conception de ressorts de torsion. En outre, nous pouvons appuyer votre projet par une conception de produit assistée par CAO, une expertise en matière de réglementation gouvernementale et industrielle et des prototypes jusqu'aux grandes productions. Lee Spring offre des capacités avancées et un vaste éventail d'options pour vos besoins de fabrication de ressorts de torsion tels que : des systèmes avancés de contrôle de la qualité, une expertise en matière de réglementation, notamment la conception de produits assistée par ordinateur (CAO) RoHS, REACH et DFARS, des services de production de prototypes internes et un réseau mondial de chaînes d'approvisionnement. Il vous suffit de demander un devis dès aujourd'hui ou de contacter un ingénieur Lee Spring pour obtenir une aide à la conception ou pour répondre à toute question afin de démarrer votre projet de ressorts personnalisés.

Pour en savoir plus sur les différents matériaux et finitions couramment utilisés pour les ressorts de torsion :
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Considérations relatives à la conception d'un ressort de torsion

Un certain nombre d'éléments sont à prendre en compte dans de la conception d'un ressort de torsion. Voici une liste des principales considérations de conception à prendre en compte dans le cadre de l'utilisation prévue de vos ressorts de torsion :

• Les charges des ressorts de torsion doivent être spécifiées à une position angulaire fixe et non à une déviation fixe par rapport à la position libre.
• Il n'est pas facile de tester des ressorts antagonistes. Les mesures de couple pour les ressorts de torsion peuvent être effectuées, mais elles peuvent être incohérentes.
• La réduction du diamètre intérieur des ressorts de torsion et le risque de grippage doivent être pris en compte dans l'application que vous envisagez.
• Pour les applications de ressorts de torsion qui nécessitent une hystérésis (perte de charge) minimale, les ressorts de torsion doivent être conçus avec des spires adjacentes espacées afin de réduire les pertes par frottement.
• Un ressort de torsion doit toujours être chargé dans une direction faisant diminuer le diamètre du corps. Les contraintes résiduelles de formage sont favorables dans cette direction, mais défavorables lorsque le ressort est chargé dans une direction qui augmente le diamètre du corps.
• L'espace libre entre le mandrin et le ressort de torsion doit être maintenu en permanence afin d'éviter tout grippage. La taille idéale du mandrin est égale ou légèrement inférieure à 90 % du diamètre intérieur. lorsque le ressort est complètement défléchi (diamètre minimum). Il convient d'éviter les mandrins nettement inférieurs à 90 % afin d'éviter le flambage en cas de déformation importante.
• La plupart des ressorts de torsion sont à enroulement serré ; par conséquent, la longueur du corps du ressort de torsion augmente lorsque le ressort est dévié dans la direction qui réduit le diamètre de la spire. Cette augmentation doit être prise en compte dans les configurations nécessitant un encombrement minimal.
• Le sens d'enroulement doit toujours être spécifié pour un ressort de torsion.

Vous pouvez déterminer la direction de l'enroulement d'un ressort de torsion en le tenant simplement dans votre main, les doigts placés autour de l'extérieur du corps et le pouce pointant vers le haut. Si la dernière spire est orientée dans la même direction que vos doigts, il s'agit du sens d'enroulement du ressort. L'enroulement du ressort de torsion peut être à droite, à gauche ou à double torsion. Pour assurer une conception correcte, il convient d'utiliser les ressorts de torsion dans le bon sens d'enroulement.
 

Configurations courantes des branches des ressorts de torsion

Les ressorts de torsion peuvent être conçus et fabriqués dans une large gamme de configurations d'extrémités et de branches. Des configurations spéciales de branches de ressorts de torsion sont disponibles sur demande. Lors de la conception des extrémités des ressorts de torsion, il est important de tenir compte du fait que les coudes, chargés pour diminuer leur rayon de courbure, ont des contraintes résiduelles favorables. Ils peuvent fonctionner à des niveaux de contrainte appliqués plus élevés que les coudes dont le rayon est augmenté par la charge. Souvent, les performances des ressorts de torsion sont limitées parce que les extrémités fortement courbées sont soumises à des contraintes plus importantes que le corps.

Configurations des branches des ressorts de torsion axiaux

0 degré

90 degré

180 degré

315 degré

 

Configurations des branches des ressorts de torsion tangentiels

0 degré

90 degré

180 degré

315 degré

 

Configurations des branches des ressorts de torsion radiaux

0 degré

90 degré

180 degré

315 degré

 

Centre radial sur ressort de torsion tangentiel

0 degré

90 degré

180 degré

315 degré

 

Ressorts à double torsion

Les ressorts de torsion spéciaux comprennent les ressorts de torsion doubles et les ressorts dotés d'un espace entre les spires pour minimiser le frottement. Les ressorts de torsion doubles sont constitués d'un jeu de spires enroulées à droite et d'un jeu de spires enroulées à gauche. Ces spires sont connectées, généralement avec une section non enroulée entre elles, et fonctionnent en parallèle. Les sections sont conçues séparément, le couple total étant la somme des deux.
 

Terminologie des ressorts de torsion

Spires actives: Nombre de spires du ressort qui sont comprimées ou étendues lorsqu'il est soumis à une charge.

Déflexion angulaire: L'angle de rotation mesuré entre la position libre et les positions installée, intermédiaire ou finale.

Angle libre: L'angle entre les branches d'un ressort de torsion lorsque le ressort est en position libre.

Diamètre intérieur: Le diamètre intérieur du ressort, qui est le diamètre du cercle que forme le fil lorsque le ressort n'est soumis à aucune charge.

Longueur de la branche: La longueur des sections droites à chaque extrémité du ressort, qui sont utilisées pour attacher le ressort à d'autres composants.

Mandrin: Tige ou arbre sur lequel fonctionne un ressort de torsion.

Type de matériau: Le type de matériau utilisé pour fabriquer le ressort, qui peut affecter sa résistance, sa durabilité et d'autres propriétés.

Déflexion maximale: L'amplitude maximale de la torsion du ressort avant qu'il n'atteigne sa limite élastique et commence à se déformer de façon permanente.

Diamètre extérieur: Le diamètre extérieur du ressort, qui est le diamètre du cercle que le fil forme lorsqu'il est enroulé en spirale.

Rayon: Le rayon de courbure auquel une charge est appliquée à une branche. Le rayon est généralement supposé être égal à ½ de la longueur de la branche.

Raideur: La quantité de couple que le ressort exerce pour un angle de torsion donné, qui est généralement mesurée en unités de couple par unité d'angle (telles que Nm/degré ou lb-in/radian).

Couple: Action de torsion dans les ressorts de torsion qui produit une rotation, égale à la charge multipliée par la distance entre la charge et l'axe du corps du ressort.

Total des spires: Le nombre de spires dans le ressort lorsqu'il n'est pas sollicité.

Diamètre du fil: Le diamètre du fil utilisé pour fabriquer le ressort, qui est généralement spécifié en pouces ou en millimètres.