Spring spiral ialah jenis spring heliks khas, berbentuk seperti lingkaran Archimedean planar atau lingkaran sepusat. Ia menggunakan jalur logam yang sangat anjal (biasanya keluli spring atau keluli tahan karat) untuk menyimpan potensi tenaga semasa penggulungan. Prinsip kerja teras adalah berdasarkan undang-undang ubah bentuk keanjalan Hooke, tetapi nyata secara unik: apabila satu hujung spring ditetapkan dan hujung yang satu lagi tertakluk kepada tork putaran, jalur logam mengetatkan atau melonggarkan di sekeliling paksi pusatnya, menukar tenaga mekanikal kepada tenaga ubah bentuk elastik yang disimpan, dan melepaskan tenaga apabila tork dipunggah, kembali kepada bentuk asalnya.
Struktur ini mengelakkan pendudukan ruang paksi mata air heliks tradisional, menyimpan tenaga dalam ruang satah atau silinder padat. Tork dan sudut putarannya biasanya menunjukkan hubungan linear yang baik. Kunci kepada reka bentuknya terletak pada kawalan tepat-dimensi keratan rentas jalur, kekuatan hasil bahan dan kehilangan geseran antara lingkaran untuk memastikan penukaran tenaga yang cekap dan hayat perkhidmatan yang panjang.
Proses Penyimpanan dan Pelepasan Tenaga yang Tepat
Ketumpatan storan tenaga ialah penunjuk prestasi utama bagi spring lingkaran. Berbanding dengan jenis mata air lain, taburan tegasan seragamnya membolehkan penyimpanan lebih banyak tenaga dalam jumlah yang terhad. Apabila daya luar dikenakan pada lengan hujung alih alih, jalur logam berpusing secara seragam dari luar ke dalam atau dari dalam ke luar, menghasilkan tegasan lentur yang licin dan berterusan di dalam bahan. Proses ini memerlukan bahan mempunyai had keletihan yang sangat tinggi dan sifat mekanikal yang seragam; sebarang kecacatan mikroskopik boleh menyebabkan kepekatan tekanan dan kegagalan pramatang.
Proses pelepasan adalah kebalikan daripada proses penyimpanan, tetapi ia bukan pemulihan yang mudah. Spring mesti memberikan output tork yang stabil dan boleh dikawal apabila lantunan, yang penting untuk kelancaran dinamik mekanisme penggulungan. Jurutera mengoptimumkan modulus keanjalan dan rintangan kelonggaran bahan melalui proses rawatan haba dan mengurangkan geseran antara lapisan melalui rawatan permukaan, mencapai kecekapan pelepasan tenaga melebihi 90% sambil mengekalkan kebolehpercayaan untuk berjuta-juta kitaran.
