Spíralfjaðrir er sérstök tegund af spíralfjöðrum, í laginu eins og flatur Arkimedes spírall eða sammiðja spírall. Það notar mjög teygjanlega málmrönd (venjulega gormstál eða ryðfrítt stál) til að geyma hugsanlega orku við vinda. Meginreglan um vinnslu byggir á lögmáli Hooke um teygjanlega aflögun, en kemur fram á einstakan hátt: þegar annar endi gormsins er fastur og hinn endinn verður fyrir snúningstogi, herðist eða losnar málmröndin um miðásinn, umbreytir vélrænni orku í geymda teygjanlega aflögunarorku og losar orkuna þegar togið er aftur í upprunalegu lögun.
Þessi uppbygging kemur í veg fyrir axialrýmisupptöku hefðbundinna þyrilfjaðra, geymir orku í þéttu plani eða sívalu rými. Tog hans og snúningshorn sýna venjulega gott línulegt samband. Lykillinn að hönnun þess liggur í því að stjórna nákvæmlega þversniðsstærð ræmunnar, flæðistyrk efnisins og núningstapi milli spíralanna til að tryggja skilvirka orkubreytingu og langan endingartíma.
Nákvæmt ferli orkugeymslu og losunar
Orkugeymsluþéttleiki er lykilframmistöðuvísir spíralfjöðrunar. Í samanburði við aðrar gerðir gorma gerir samræmd streitudreifing þess kleift að geyma meiri orku innan takmarkaðs rúmmáls. Þegar utanaðkomandi krafti er beitt á hreyfanlega endaarminn, vindur málmröndin jafnt utan frá og inn eða innan frá, sem myndar stöðuga, slétta beygjuspennu innan efnisins. Þetta ferli krefst þess að efnið hafi mjög há þreytumörk og einsleita vélræna eiginleika; allir smásæir gallar geta leitt til streituþéttni og ótímabæra bilunar.
Útgáfuferlið er andstæða geymsluferlisins, en það er ekki einfaldur bati. Fjaðrið verður að veita stöðugt og stýranlegt togafköst við frákast, sem skiptir sköpum fyrir kraftmikla sléttleika uppvindsbúnaðar-. Verkfræðingar hámarka teygjustuðul og slökunarþol efnisins með hitameðhöndlunarferlum og draga úr núningi milli laga með yfirborðsmeðferðum, ná yfir 90% orkulosunarnýtni á meðan viðhaldið er áreiðanleika í milljónir lota.
