Пружинное скрепление: кудряво жить не запретишь! в Хабаровске

Задайте себе простой вопрос «Что такое пружина?» и попробуйте сами на него ответить. Рекомендуем встать перед зеркалом, ибо вы наверняка будете пользоваться жестикуляцией, а вот словесное определение будет складываться с большим трудом!

Мы, уставши от попыток описать «эту вот ТАК ВОТ закрученную штуковину», заглянули в словарь. Там значилось следующее: 1) стальная полоса, согнутая преимущественно спиралью; 2) механическое приспособление в виде упругого элемента, возвращающегося в исходное состояние после снятия нагрузки; 3) упругий элемент, предназначенный для передачи вращательного движения узлам и механизмам, а также гашения колебаний металлоконструкций и оборудования.

Огуречные усы: чем не пружина?

Мдаааа, нелёгкая судьба у пружин – постоянно пребывать в состоянии напряжения с краткими периодами релакса! Точь-в-точь как у человека, который совмещает две должности, по вечерам таксует, а в выходные ведёт на даче битву сначала за урожай, потом с урожаем. Впрочем, мы знаем одну сферу, где работа у пружины хоть и ответственная, но совсем не тяжёлая, и это – полиграфия.

Древнейшим примером деревянной пружины может служить обыкновенный лук, с каким человек охотился на животных ещё в период неолита. В Древнем Египте красотки пользовались бронзовыми щипчиками для бровей и ресниц, которые после сжимания возвращались к исходной конфигурации. Римляне закрывали двери с помощью висячего замка, на конце запирающей дужки которого была установлена плоская металлическая пружины. После прохождения в узкое отверстие корпуса упругая пластина разжималась, блокируя доступ, и вытолкнуть её можно было только ключом. 

Египетские бронзовые щипчики

Греческий инженер Ктесибий в III веке до нашей эры разработал оригинальный метод создания пружины: он изготовил «эластичную бронзу», увеличив процент олова в медном сплаве, рассчитал длину и количество витков металлического прутка и придал детали прочность ударами молотка. Полученный элемент стал частью пневматического метательного орудия под названием «аэротрон». Кстати, этот изобретатель сконструировал ещё и первый в мире пожарный насос (тоже с использованием пружины), гидравлический орган «гидравлос» и водяные часы «клепсидры». 

Гидравлос Ксетибия

Другой грек – философ-пифагореец, механик и математик Архит Тарентский – в V в. до н.э. создал один из старейших автоматонов (программируемых роботов). Это был деревянный голубь, который за счёт спрятанной в тушке пружины взлетал под облака наперегонки с живыми собратьями.

Механический голубь Архита Тарентского

В XII столетии французский архитектор Виллар де Оннекур сконструировал ленточную пилу, приводимую в действие водяным колесом. На ось крепилась металлическая полоса, свернутая плоской спиралью, как современные антикомариные дымучки. При вращении пилы по часовой стрелке пружина натягивалась и, будучи отпущена, возвращала лезвие в исходное положение.

Ленточная пила Оннекура

Судя по найденным записям Леонардо да Винчи, единственное, чего не изобрёл этот гений – колесо. Судите сами: велосипед, робот-андроид, «воздушный винт» (сиречь вертолёт), четырёхколёсный танк с 16-ю пушками, парашют, «самоходная тележка» - автомобиль с ручным приводом, спасательный круг, скорострельный арбалет, водолазный костюм, прожектор… И это лишь малая часть идей, порождённых неутомимой фантазией Леонардо! В числе деталей многих изобретений использованы пружины разной конфигурации – их изучению и модификации да Винчи посвятил особое внимание. 

Чертежи пружин Леонардо да Винчи 

В 1430 году Петер Хенляйн, часовых дел мастер из Нюрнберга, изготовил первые в мире карманные часы. Удалось это благодаря применению ходовой пружины: она стала источником энергии вместо системы весов, которая прежде заводила механизм. Часы Хенляйна прозвали «нюрнбергскими яйцами» или «помандерами» за сходство с популярным аксессуаром – сферическим контейнером в форме яблока, начинённого благовониями, душистыми травами или ароматическими маслами.

Часы-помандеры, Франция, XV век

Компактные часы обрёли отменную точность в 1764 году, когда голландский физик, изобретатель и астроном Христиан Гюйгенс приладил к колёсику-маховику волосок – тоненькую спиральную пружинку. При отклонении колёсика от нейтрального положения пружинка старалась вернуть его на место, маховик проскакивал точку равновесия, раскручиваясь в другую сторону – и волосок снова упорно повёртывал его к исходной позиции. Так был создан балансовый регулятор, или балансир. В отличие от маятника, часы с системой пружин и колёсиков одинаково точно ходили в любом положении. Появились первые морские хронометры, которые помогали покорителям земли кораблей (моря) определять текущую долготу.

Балансный механизм часов

В 1660 году английский естествоиспытатель Роберт Гук вывел закон, согласно которому деформация, возникающая в упругом теле (стержне, балке, пружине) прямо пропорциональна силе упругости этого тела. На базе этого утверждения учёный изготовил динамометр – прототип простейшего пружинного безмена. 

Старинный динамометр с овальной стальной пружиной

Сохранилось описание карманного безмена, которое составил французский математик Жак Озанам: неизвестный мастер из Германии сделал устройство для взвешивания товаров массой от 1 до 50 фунтов. Немец Кристоф Вайгель в 1698-м также упоминает о пружинных весах без гирь, изготовленных из металла. В XVIII веке эта информация распространилась по всей Европе, и многие рукастые граждане начали конструировать собственные модификации безменов. 

Первым предпринимателем, наладившим заводское производство пружинных безменов, стал англичанин Уильям Солтер в 1760 году. Устройство их было несложным: металлический цилиндр с измерительной шкалой, указатель которой связан с помещённой внутрь винтовой пружиной, на нижнем конце которой закреплён крючок для подвеса груза. Точность прибора сильно зависела от длины пружины и состава металла – как правило, более длинная давала меньшую погрешность. Этот тип безмена почти в неизменном виде эксплуатировался более 200 лет.

Пружинный безмен английского пр-ва, XIX в

Тульский безмен, 1810-е

В середине XIX столетия в массовое употребление вошли настольные циферблатные пружинные безмены, где указатель двигался по круговой шкале. Домохозяйки возрадовались превеликою радостию: теперь-то молочник или мясник не проведёт неопытную прислугу – в любой момент правильность его расчётов можно проверить, достаточно положить покупку в объёмную чашу весов! Такие же устройства использовали почтовые работники для взвешивания посылок, торговцы – для круп, сахара, соли, овощей и прочей снеди, заботливые мамаши – для определения привеса любимого дитяти.

Пружинные весы середины XIX в

Роберт Уинфилд из Бирмингема в 1840 году выпустил пружинные весы оригинальной формы – ни дать ни взять подсвечник! Правда, на блюдце, венчающем цилиндрический безмен, не ставили свечу, а клали письма. Большая часть этих очаровашек была сделана из латуни, но попадались модели из слоновой кости, бронзы, дерева, стекла и серебра.

Весы-подсвечники

Бешеная популярность пружин была обусловлена технологичностью их производства: еще в 1780-е английский изобретатель Джозеф Барма, создатель гидравлического пресса, озадачился механизацией процесса их навивки. К счастью, станков в его распоряжении было предостаточно, и токарный идеально подошёл для выполнения неординарной работы. Барма заменил режущий инструмент на катушку с проволокой, закрепив её конец на штанге станка. Корректируя скорость подачи проволоки на ось, рабочий изменял интервал между витками пружины. А в середине XIX столетия, с открытием Бессемеровского процесса, большая часть пружин стала стальной.

Сегодня производители выпускают огромный ассортимент пружин: винтовые, торсионные, тарельчатые, спиральные, газовые, волновые, конические, цилиндрические и т.д.. Они применяются в металлургии, машиностроении, военной и космической отраслях, в сельском хозяйстве, на пищевых комбинатах и в быту – от матрасов и кроватей до заколок для волос и прищепок. Один завод за год производит в среднем около 300 000 тонн пружин 20 000 наименований. Вот и полиграфисты не смогли пройти мимо этой многофункциональной детали, к тому же не лишённой эстетической привлекательности.

Печатная продукция на пружине – каталоги, брошюры, меню, альбомы, ежедневники, настенные и настольные календари – выглядит оригинально, свежо, воздушно и в то же время опрятно, стильно и основательно. Особенно хорош этот вариант крепления для блокнотов и записных книжек: исписанную или испорченную страницу легко удалить, не нарушив соединения и сохранив аккуратный внешний вид. Разнообразие цветовых решений позволяет подобрать пружину под основной фон обложки, логотип, другие ключевые элементы или сыграть на контрасте.

Блокноты с перфорацией, соединённые спиралью, изобрёл великий юморист и выдумщик Сэмюэл Клеменс, более известный как Марк Твен. Отличавшийся ироничным взглядом на жизнь, к записным книжкам писатель относился более чем серьёзно. Он не довольствовался блокнотами, которые были в продаже, и заказывал их в типографии по собственному макету. Однажды Твену насточертело выдирать ненужные страницы, превращая книжку в подобие кочерыжки от капусты с остатками листьев, а всякий раз прикладывать линейку к корешку недоставало перфекционизма. Лень – двигатель прогресса: вместо бога-скальда Браги ему явился покровитель наук бог Тот и подсказал идею пропустить пружину сквозь мелкие отверстия, расположенные на одинаковом расстоянии. 

Марк Твен читает рецензию на очередной сборник рассказов

Новый формат навеял Твену идеи новых рассказов – их непременно стоит почитать, когда ваш личный барометр покажет «пасмурно»! Внимания заслуживают и сами записные книжки. Вот лишь несколько заметок:

• Слушал кукушку. Генрих спросил: «Сколько лет я проживу?» Кукушка куковала в течение двадцати минут; таким образом, Генрих переживет Мафусаила[32]. Это впервые, что я слышу кукушку отдельно от настенных часов. Удивительно, как она искусно подражает своим собратьям в часах, хотя я уверен, ей ни разу не приходилось их слышать. Что может быть хуже часов с кукушкой?
• Если вы уроните в спальне на пол монетку, пуговицу от сюртука или запонку, они затаятся, и найти их будет совсем нелегко. Найти носовой платок, положенный под подушку – невозможно.
• Мы только эхо. Мы не имеем своих мыслей, своих суждений. Мы навозная куча разлагающихся наследственных признаков, физических и моральных.
• Антикварный дубовый стол и кресло. Купил очень дешево в Гейдельберге. Сделаны в прошлом году из сосновых досок и покрашены черной акварельной краской. Вытер всю антикварность за полтора месяца.
• Богу следовало бы переодеться в штатское платье и лично обследовать жизнь лондонских бедняков. Он был бы, наверно, тронут и сделал бы для них что-нибудь.
• Шел «Король Лир», начали ровно в шесть. Не понял ни слова, грохотал очень схожий гром, также отличные молнии. Дж. сказал: «Слава богу, хоть гром гремит по-английски». Потом дома добавил: «Просидел три часа, ничего не понял, кроме грома и молнии».
• Во Франции нет зимы, нет лета и нет нравственности. За вычетом этих недостатков страна прекрасна.

Пара страниц из записной книжки Сэмюэла Клеменса

Как выбрать пружину для печатной продукции? в Хабаровске

К сожалению, у нас пока нет пружин из чистого калифорния, паутины тарантула, волос из женской бороды, китового уса и метеоритного железа. Как только эти материалы пройдут испытания на устойчивость к истиранию, влаге, растяжению, и предприятия начнут выпускать соответствующую нашим запросам продукцию – мы построим отдельный склад для хранения этих эксклюзивных спиралей и выставим вокруг отряд воинственных пигмеев с отравленными копьями. А пока в наличии два вида пружин: пластиковые и металлические. 

Металл vs пластик: кто кого?

Преимущества пластиковых – низкая цены, огромный ассортимент цветовых решений, возможность скрепить до 500 листов. Такую спираль можно вынуть и вставить в новое изделие до 10 раз, а если у только что отпечатанного изделия внезапно потребуется поменять обложку или одну страницу, сделать это можно будет быстро и без проблем. Недостатки пластика – раскрытие страниц не более чем на 180 градусов и средняя прочность переплёта. 

У нас все ходы записаны витки сосчитаны! в Хабаровске

Всякая пружина имеет два основных параметра – шаг и диаметр. Шаг – это число витков спирали на 1 дюйм, он должен соответствовать частоте перфорированных отверстий. Чаще всего мы предлагаем сделать продукцию с шагом 3:1 (3 отверстия на 1 дюйм) – этого достаточно для надежного скрепления изданий объёмом до 120 листов плотностью 80 г/м2. 

Диаметр – расстояние между максимально удалёнными точками одного витка пружины, обычно он варьирует в пределах 6,4-14,3 мм. Диаметр мы рассчитываем исходя из количества и плотности листов: например, для тонкой брошюры объёмом 12-15 листов хватит спирали с витками по 4,5 мм каждый, для 100-страничного меню потребуется не менее 10 мм/1 виток (хм, завидуем вашим клиентам, даже если в этом каталоге одно блюдо занимает целую страницу!). А вот для книги учёта толщиной в 450 листов нам понадобится спираль с диаметром 51 мм.

Есть ещё один параметр, от которого зависит длительность эксплуатации вашей записной книжки, каталога или книги – сечение проволоки. Как правило, оно варьирует от 0,7 до 1,5 мм. Сечение выбираем опять же с оглядкой на количество листов и плотность бумаги: так, для диаметра 6,9 мм оптимальным будет сечение 0,7 мм, для диаметра 32 мм потребуется проволока толщиной 1,5 мм.

Наконец, нужно обратить внимание на форму витков пружины. Они бывают не только круглыми, но и овальными, треугольными, пятиугольными. Есть также закономерность: чем сложнее форма, тем меньший угол раскрытия издания она предполагает. Максимальную свободу предоставляет кольцевая спираль, у неё только один недостаток: сложенная в стопку с другими документами, за счёт ширины витков она будет топорщиться в районе корешка и спихивать в сторону бумажных соседей. Так что если вы планируете хранить эту продукцию в горизонтальном положении, лучше выберите овальную пружину.

Кроме спирального скрепляющего элемента, есть ещё шарнирный тип. Это ряд незамкнутых колец, соединенных длинной полосой из того же материала. Размеры и формы шарнирных пружин весьма разнообразны – вплоть до съемных замков и защёлок с проушинами. Конструкция состоит из двух частей – штифта и корпуса его головки. Сам штифт может быть плоским, круглым, заострённым или иметь необычную форму; изготавливают их из металла, поливинилхлорида, нейлона или другого пластика. Корпус головки обеспечивает фиксацию штифта и его подвижность. Несколько выемок, которые цепляются за боковые поверхности штифта, предотвращают его выскальзывание при давлении во время сборки.

Развитая технология навивки в Хабаровске

Вы наверняка уже догадались, что большую часть операций по скреплению на пружину мы делегируем программируемому оборудованию. Так оно и есть, ведь машина справится с требующей точности конвейерной работой лучше и быстрей, чем человек. Итак, наши роботы-помощники: 

Полуавтоматическая машина для обжимки спирали ЛС-700, она же «Люся»

Автомат для навивки пружины Swigraf AG, он же «Кудряш»

Бумагосверлильная машина Nagel Citoborma 111, она же «Сельма» (в честь Сельмы Нагель, героини повести «Град обреченный» бр. Стругацких)

Весь процесс навивки пружины укладывается в три этапа:

• нарезка пружин на нужную длину;
• перфорация блока листов;
• навивка пружины на готовые блоки и её зажим.

Если речь идёт о маленьких тиражах (двадцать, десять, а то и вовсе одно изделие – например, свадебный альбом), нет смысла обращаться за помощью к машинам. Это всё равно что отрезать коту махонькую попку от здоровенной «Докторской» колбасы, а оставшееся с наслаждением уписывать в одиночку, не смущаясь вожделенными взглядами пушистого друга. Что стоит автомату обработать две-три сотни листов? Да раз плюнуть… если б он умел плеваться, конечно. На этот случай у нас имеются ручные брошюраторы и некоторый запас терпения и аккуратности.

Что же требуется от вас, дорогие заказчики? Дис-цип-ли-на! Мы имеем в виду качественный макет. О нюансах его создания мы с удовольствием расскажем при личной встрече или по телефону, а пока дадим схематичное изображение правильного файла для ориентира.

Образец макета для скрепления на пружину

Завершая разговор о пружинах, мы хотим рассказать вам одну занятную историю. Наверняка вы помните знаменитую шагающую «Радугу» из 90-х – предмет вожделения младшеклассников, на которую залипали даже взрослые! 

Секрет её притягательности крылся, во-первых, в ярких флюоресцентных цветах, столь удивительных привыкшим к сдержанным полутонам советским гражданам, а во-вторых – в умении пружины самостоятельно спускаться по лестнице подобно живой гусенице. Кто бы мог предположить, что её создатель был далёк от желания поразвлечься! 

Ричард Томпсон Джеймс (1914-1974 гг), военно-морской инженер из Филадельфии, вырос в эпоху Великой депрессии, которая началась в США в 1920-е. Любознательный мальчуган с безудержной фантазией старался найти применению любому мусору, попадавшемуся под ноги на пути в школу: осколкам стекла, обрезкам металла, велосипедным цепям, перегоревшим лампочкам, автодеталям… Сначала Ричи делал разнообразные игрушки на потеху однокашникам, но, осознав глубину ж… изненных неурядиц, твёрдо решил использовать свой талант на благо семьи. На воскресной утренней прогулке с братом он нашёл в хлам ушатанный «Бьюик» 1923 года выпуска, ставший коммуналкой для полевых мышей и клумбой для поросли дикой вишни. К удивлению родни, юный техник заставил автомобиль поехать – и продал его за 25 долларов.

Ричард Джеймс с сынишкой испытывают «слинки»

Окончив машиностроительный факультет Пенсильванского университета, Джеймс поступил на флот военно-морским инженером… и, конечно, угодил в разгар Второй мировой войны. На верфи в Филадельфии ему поручили строительство оборудования для подводных лодок и броненосцев, в частности – системы, которая должна была стабилизировать чувствительные приборы кораблей в бурном море. Орудуя в своей лаборатории, Ричард совершил неловкое движение – и с полки посыпались всевозможные детали. Инженер кинулся подбирать их… и замер в изумлении, глядя на пружину, которая, раскачиваясь, «шагала» через стол вниз по стопкам книг до самого пола. «Если бы только подобрать сталь нужной упругости, я бы заставил её ходить уверенно!» - подумал он.

Оригинальная схема действия «слинки»

Джеймс экспериментировал с металлической проволокой около года и, наконец, нашёл идеальный вариант – высокоуглеродистую стальную проволоку сечением 0,0575 дюйма. Это был день рождения «шагающей» пружинки. Принцип её работы основывался на физическом законе Гука: «Возвращающая сила прямо пропорциональна смещению». Когда игрушка начинает своё схождение по лестнице, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую, и пружинка делает очередной кувырок через себя вплоть до выхода на ровную поверхность.

Название популярной забавы подсказала жена Джеймса Бетси: «slinky» означает «плавный, изящный», что совпадает не только с поведением игрушки, но и с издаваемым ею звуком. Заняв у друга 500 долларов, изобретатель основал завод LLC James Spring and Wire Company и выпустил первые 400 экземпляров пружинки, состоящий из 90 колец диаметром 2,5 дюйма. Презентацию он провёл лично в одном из универмагов накануне Рождества, и с большим успехом: все игрушки раскупили – пусть по 1 доллару, зато сразу! 

К сегодняшнему дню в мире продано уже более 250 миллионов разноцветных «самоходных» пружинок. Если сомкнуть все «слинки» в единую цепь, её длины хватит, чтобы обмотать Землю по экватору 150 раз!

На этой радужной ноте мы и завершим рассказ о скреплении на пружину. Напомним, что это далеко не единственный вариант соединения печатной продукции – есть ещё КБС, нитки и скрепки. Обращайтесь, и вместе мы найдём оптимальное решение! Заглядывайте на сайт «Любимой типографии» почаще, задавайте вопросы – и мы ответим вам лично, а самые интересные поместим в раздел «ЧаВо»!