EN
На відміну від напруження зсуву у пружинах розтягу/стиску, витки крутильної пружини під час роботи відчувають згинне напруження, а точка концентрації напружень розташована на внутрішньому боці витка. Для розрахунку необхідно додатково враховувати коефіцієнт корекції кривизни та допустиме згинне напруження матеріалу, що потребує застосування більш складних формул. У сценаріях високого крутного моменту напруження на внутрішньому боці витка дуже ймовірно перевищить граничне значення — це зона з високою ймовірністю втомного руйнування.
Теоретично кут скручування пропорційний крутному моменту. Однак у реальних умовах скручування на великий кут діаметр витків пружини зменшується, а кількість ефективних витків змінюється, що призводить до відхилення крутного моменту від теоретичного значення. У високоточних застосуваннях, таких як точні прилади та регулювальні клапани, необхідна багаторазова ітеративна корекція діаметра дроту та параметрів витків, що призводить до високих витрат на налагодження.
Пружини скручування поділяються на ліві та праві. Робочий напрямок скручування має збігатися з напрямком гвинтової лінії пружини (коли напрямок скручування збігається з напрямком гвинтової лінії, пружина щільно охоплює вісь, і крутний момент залишається стабільним). Неправильне проектування напрямку гвинтової лінії безпосередньо призводить до збільшення діаметра витків, різкого зниження крутного моменту, а також може спричинити відпадання важеля скручування й відмову пружини.
Кореневе з’єднання важеля кручення та котушки є другою основною зоною концентрації напружень, яка схильна до руйнування під впливом тривалого повторного кручення. Необхідно оптимізувати радіус заокруглення переходу, довжину важеля кручення та кут його опори, щоб досягти балансу між ефективністю передачі зусилля та терміном служби при циклічних навантаженнях. Вартість імітації напружень та верифікації для важелів кручення нестандартної форми є вищою.
У більшості сценаріїв застосування обмежено місце для встановлення. У межах обмежених внутрішнього та зовнішнього діаметрів та осьової довжини необхідно одночасно задовольняти вимоги щодо крутного моменту, кута кручення та терміну служби. Зазвичай потрібно виконати кілька ітерацій параметрів — діаметра дроту, кількості витків та діаметра котушки — для досягнення балансу між експлуатаційними характеристиками та габаритними розмірами при встановленні.