용수철이라고도 불리우는 스프링은 이루 헤아릴 수 없을 정도로 쓰임새가 다양합니다. 기계, 기구나 구조물 등은 물론이고 우리의 일상생활에도 깊숙히 관련되어 있지만 그냥 지나치게 되는 경우가 흔하지요. 하지만 모든 스프링의 원리는 탄성에 있습니다.힘을 받으면 힘에 따른 만큼 변형을 하게 되고, 그 일을 탄성에너지로 흡수, 축적하는 특징을 가지는 물체를 탄성체라고 합니다. 탄성체는 이러한 기본 특성에서 동적으로 고유 진동을 가지고 충격을 완화하든지 진동을 방지하는 기능을 가집니다. 이러한 탄성체가 갖는 특성과 기능을 적극적으로 이용한 기계요소가 바로스프링입니다.

만약 자동차에 스프링이 없다면 운전자나 승객은 자동차가 달리면서 발생하는 진동을 몸으로 모두받아들여야 하고, 기계장치에 스프링이 없다면 작동으로 발생하는 진동에 의해 기계가 남아나질 않겠지요.

자, 이제 이러한 스프링은 어떤 종류가 있고 어디에 어떻게 쓰이는지 알아볼까요.

스프링의 종류

스프링은 그것을 만드는데 사용되는 재료와 만들어진 모양(형상), 쓰이는 용도에 따라 분류가 가능합니다.

사용재료에 의한 분류 스프링은 크게 금속 스프링과 비금속 스프링으로 나눌 수 있는데 금속 스프링은 강 스프링(탄소강 스프링, 합금강 스프링)과 비철금속 스프링(동합금 스프링, 니켈합금 스프링)이 있습니다. 비금속 스프링으로는 고무 스프링과 유체 스프링(공기 스프링, 액체 스프링), 합성수지 스프링(적충재 스프링)이 있습니다.

 

형상에 의한 분류 가) 코일 스프링 : 제작이 용이하고 효율이 좋으며 가격도 저렴하여 널리 사용되고 있다.   ㄱ) 압축코일 스프링 (helical compressive spring),   ㄴ) 인장코일 스프링(helical extension spring),   ㄷ) 비틀림코일 스프링(helical torsion spring) 등이 있습니다. 나) 판 스프링(leaf spring) : 단일판 스프링, 겹판 스프링이 있으며, 판 스프링은 직사각형 단면으로 두께가 길이에 비해 작은 강판으로 만듭니다. 다) 벌류트 스프링(volute spring) 라) 원륜 스프링 마) 태엽 스프링 바) 접시 스프링(disc spring) 사) 와셔 스프링(washer spring) 아) 스냅 스프링(snap spring) 자) 토션 바 스프링(torsion bar spring

스프링의 용도

진동 또는 탄성에너지를 흡수하여 완충 또는 방진의 작용을 합니다.
   예) 승강기의 완충 스프링, 전동차, 자동차 등의 현가장치 등

1) 열간성형용 스프링강

① 스프링강
일본에서는 내식용과 내열용 등의 특수한 용도를 제외하고는 열간성형용의 스프링강을  통상 스프링강이 부른다.

② 고합금 스프링강
마르텐사이트계 스텐레스강과 석출경화형 스텐레스강이 쓰여지고 있다.

③ 내열스프링강
스프링의 내열성, 강도, 인성이 특히 높도록 한 오일템퍼선이 있다.

① 피아노선
순도가 높은 원료를 전기로로 용해한 피아노선 로드를 소재로 파텐팅이라고 하는 열처리과정을 거친고급재료이다.

② 경강선
피아노선에 비하여 약간의 불순물을 함유하고 있다. 따라서 피아노선만큼은 품질이  보증되어지지 못한다.

③ 오일템파선
최종공정에 담금질, 뜨임질 처리를 하여 특히 내열성 및 인성을 높인 재료이다.

④ 스테인레스강
마르텐사이트계, 페라이트계, 오오스테나이트, 석출경화계 등으로 생산되며,강인성과 내식성이 우수하다.

스프링 재료로 쓰여지는 강대에는 고탄소강, 저합금강 및 스테인레스강이 있다. 박판스프링용으로써 요구되는 성질중에 냉간가공성과 강도가 가장 중요하다.

① 인청동 : Cu-Sn계의 인청동은 예로부터 스프링재료로 쓰여져 왔다.
② 양백   :  니켈실버라고 불리는 C-u-Ni-Zn의 삼원 합금이다.
③ 베리늄 동합금
④ 동티타늄 합금