Zobrazení zdroje stránky Pružina

{{Různé významy}}
[[Soubor:Ressort de traction à spires jointives.jpg|náhled|Šroubovitá tažná pružina]]
[[Soubor:Charakteristiky pružin.png|náhled|Charakteristiky dvou pružin. Modrá přímka představuje pružinu s větší tuhostí, která při stejném roztažení klade vyšší odpor.]]
'''Pružina''' (lidově nazývaná též ''pero'' nebo ''péro'') je strojní součást, která umožňuje v jednom nebo i více směrech elastickou deformaci: působením síly se deformuje, ale když síla přestane působit, vrací se do původního tvaru. Využívá se buď k zachycení, akumulaci [[síla|sil]] (jako pero u hodin) nebo k pružnému spojení jiných součástí tak, aby se rázy a kmitání neodpružené součásti (například [[náprava|nápravy]]) nepřenášely na část odpruženou (například [[podvozek]]). Pružina obvykle působí [[síla|silou]] závislou na velikosti její výchylky z klidové polohy a ve směru proti této výchylce. Charakteristika pružiny je obecně křivka vyjadřující závislost mezi silou působící na pružinu a její pružnou deformací.

== Lineární pružina ==
U mnoha reálných pružin, především u často užívané šroubové tlačné pružiny či torzních tyčí, je tato závislost téměř lineární, v grafickém vyjádření je to tedy úsečka; sklon této úsečky udává [[tuhost pružiny]], což je konstanta vyjadřující sílu potřebnou k jednotkové deformaci pružiny. V tomto případě [[Přímá úměrnost|přímé úměrnosti]] síly a výchylky tedy lze matematicky takové chování vyjádřit [[Hookův zákon|Hookovým zákonem]] následovně:
:<math>F = - k \cdot x</math>
kde <math>F</math> je síla pružiny, <math>k</math> je koeficient [[Tuhost pružiny|tuhosti]], <math>x</math> představuje výchylku pružiny z klidového stavu.

Plocha pod křivkou odpovídá dodané práci potřebné k určité deformaci pružiny neboli akumulované potenciální energii zatížené pružiny. V případě přímé úměrnosti tedy je:
:<math>E_p = W = \frac{1}{2}F \cdot x</math><math> = \frac{1}{2}k \cdot x^2</math>

Těleso zavěšené na pružině je jedním z nejjednodušších mechanických [[oscilátor]]ů, tedy soustavou vykonávající [[kmitání]]. Pokud zanedbáme tlumení, vykonává těleso o hmotnosti ''m'' na pružině s tuhostí ''k'' harmonické kmity o vlastní [[úhlová frekvence|úhlové frekvenci]] rovné
:<math>\omega = \sqrt{\frac{k}{m}} \,</math>

== Základní rozdělení pružin ==

=== Kovové pružiny ===
* '''Pružiny namáhané ohybem:'''

Materiál pružin není optimálně využit zejména u kruhového průřezu.
* listové pružiny – díky tření mezi listy mají tlumící (nelineární) účinek
* vzpěrná listová pružina – její tuhost je degresivní čili s výchylkou prudce klesá (téměř až k nule)
* šroubovité pružiny zkrutné
* spirálové pružiny

<gallery>
Soubor:Listová_pružina.jpg|Listová pružina
Soubor:Vzpěrná_pružina.jpg|Vzpěrná pružina (degresivní)
Soubor:Vinutá_zkrutná_pružina.jpg|Vinutá zkrutná pružina
Soubor:Spirálová_pružina.jpg|Spirálová pružina
</gallery>

* '''Pružiny namáhané krutem:'''
Materiál pružin je 2× lépe využit než u pružin namáhaných ohybem.
* šroubovité pružiny válcové (tažné a tlačné)

Tuhost vinutých pružin je dána průměrem drátu, počtem "činných" závitů a průměrem vinutí. U progresivních pružin (kuželovitých, soudkovitých, s proměnným stoupáním) závity postupně dosedají na sebe, počet činných závitů se snižuje, čili tuhost stoupá.

Tažné pružiny tím, že namáhají oka ohybem jsou nehospodárné ve srovnání s tlačnými pružinami.
* šroubovité pružiny kuželové
* zkrutné tyče

<gallery>
Soubor:Vinutá_tlačná_pružina.jpg|Vinutá tlačná pružina
Soubor:Vinutá_tažná_pružina.jpg|Vinutá tažná pružina
Soubor:Progresivní_vinutá_tlačná_pružina.jpg|Progresivní vinutá tlačná pružina s proměnným stoupáním
Soubor:Progresivní_spirálová_pružina_tlačná.jpg|Progresivní kuželovitá tlačná pružina
[Soubor:Torzní_tyč.jpg|Torzní tyč
</gallery>

* '''Pružiny namáhané kombinovaně'''
* talířové pružiny
* kroužkové pružiny

<gallery>
Soubor:Talířová_složená_pružina_tlačná.jpg|Talířová složená pružina tlačná
Soubor:Kroužková_pružina.jpg|Kroužková pružina
</gallery>

=== Pryžové pružiny ===
* Pryžové pružiny (silentbloky)
Materiál přírodní nebo syntetická pryž nebo pružný plast.
Vlastnosti pryžových pružin:
* mají omezenou životnost
* mají velkou tuhost a menší zdvih
* mají velký tlumící účinek, takže se zahřívají
* mají omezenou odolnost proti chemickým látkám (olejům, rozpouštědlům,..)
* stárnou vlivem UV záření

* Zatížené tlakem
* Zatížené smykem
* Zatížené krutem
* Gumové špalky
* Gumové dorazy
* Gumová lana

<gallery>
Soubor:Pryžová_pružina_tlačná.jpg|Pryžová tlačná
Soubor:Pryžová_pružina_tlačná_pouzdrová.jpg|Pryžová tlačná pouzdrová
Soubor:Pryžová_pružina_namáhaná_smykem.jpg|Pryžová pružina zatížená smykem
Soubor:Pryžová_pružina_namáhaná_krutem.jpg|Pryžová pružina zatížená krutem
</gallery>

=== Pneumatické pružiny ===
Pneumatické pružiny využívají stlačitelnost plynů.
- čistě pneumatické (měchy, plynové válce) - mají progresivní průběh tuhosti
- hydropneumatické
* Plynové pružiny – vzpěry - pístnice- (válce plněné stlačeným dusíkem a olejem), mají až o 75 % nižší hmotnost než ocelové pružiny. Poměrně velké tření způsobené tlakem plynu na ucpávku zvětšuje rozdíl mezi zasouvací a vysouvací silou. Síla plynové pružiny je přímo úměrná plnicímu tlaku v pružině a také poměru pístní tyčky a samotného válce. Pomocí různé délky válce lze při stejném pracovním zdvihu měnit progresivitu (nárůst síly při stlačování u standardních vzpěr cca 20 %). Olejová náplň slouží jako mazadlo pístní tyčky,ale i jako koncové tlumení (množství oleje ovlivňuje délku tohoto tlumení).

Dělí se na:
* tlačné (nejrozšířenější)
* tažné (kde není dostatek místa pro klasické tlačné vzpěry) [https://web.archive.org/web/20131111042341/http://www.montako.cz/kategorie/plynove-vzpery-tazne.aspx Vnitřní uspořádání tažné plynové pružiny]
* s blokací - používají všude tam, kde je potřeba plynovou vzpěru zablokovat v určité poloze. Zmáčknutím ovládacího kolíku se otevře pístní ventil a píst se může vysouvat nebo zasouvat. Plynová vzpěra se zablokuje automaticky po uzavření pístního ventilu. Podle typu blokace jsou plynové vzpěry s pružnou blokací – válec je plněn dusíkem, tvrdou blokací nebo extra tvrdou blokací – válec je plněn olejem. Nejčastější uplatnění naleznou v nábytkářském průmyslu, sedadlech, lůžkách, operačních nebo masážních stolech.
* Radiální měch – roztahuje se do stran, zvenčí je sevřen pružnými kroužky
* Axiální měch – má stavitelnou pracovní výšku (délku)
* Hydropneumatická pružina – má stavitelnou pracovní polohu. K odpružení ji využívá firma Citroën a další automobilky. U autobusů umožňuje "pokleknutí" na zastávce pro snazší nastupování a vystupování.

<gallery>
Soubor:Plynová_pístnice.jpg|Pneumatická pístnice plněná dusíkem
Soubor:Radiální_pneumatický_měch.jpg|Radiální měch
Soubor:Axiální_pneumatický_měch.jpg|Axiální měch
Soubor:Hydropneumatická pružina.jpg|Hydropneumatická pružící jednotka
</gallery>

== Související články ==
* [[Odpružení]]

== Externí odkazy ==
* {{Commonscat}}
* {{Wikislovník|heslo=pružina}}

{{Pahýl}}
{{Autoritní data}}

[[Kategorie:Mechanika pružnosti a pevnosti]]
[[Kategorie:Oscilátory]]
[[Kategorie:Strojní součásti]]