Który kołek sprężysty ze stali austenitycznej najlepiej nadaje się do obciążeń dynamicznych?

Wszystkie kołki sprężyste są zaprojektowane z fabrycznie zainstalowaną średnicą większą niż zalecany otwór. Kołki sprężyste dzielone są produkowane ze szczeliną, która umożliwia ściskanie kołka podczas montażu. Różni się to od sprężystych kołków zwijanych zaprojektowanych ze szwem. Po zamontowaniu kołek sprężysty jest utrzymywany w napięciu, co zapewnia retencję. Kołek sprężysty może również utrzymywać pożądane dopasowanie i funkcjonalność poprzez tłumienie drgań i wstrząsów, co zapobiega uszkodzeniom i/lub deformacji otworu gniazda. Sprężysty kołek dzielony może wyginać się tylko wzdłuż swojego grzbietu o 180° w kierunku przeciwnym do szczeliny, podobnie jak podczas otwierania i zamykania książki. Powoduje to skupienie wszystkich naprężeń w jednym miejscu (patrz rysunek 2), co prowadzi do szybkiego zmęczenia materiału i potencjalnego pękania (patrz rysunek 3). Podobnie, gdy metal utraci plastyczność, nie może już odzyskać właściwości pozwalających na utrzymanie napięcia w otworze.

W porównaniu ze sprężystymi kołkami dzielonymi, sprężyste kołki zwijane rozkładają naprężenia ściskające na całym przekroju dzięki swojej spiralnej formie; naprężenia nie są skoncentrowane w jednej części kołka, jak ma to miejsce w przypadku kołków dzielonych. Pod wpływem obciążenia najbardziej wewnętrzna spirala może się swobodnie przemieszczać, jak pokazano na rysunku 4. Ruch występuje we wewnętrznej średnicy kołka zwijanego, ponieważ jest on skutecznie zablokowany na zewnętrznej krawędzi. Działanie to jest znacząco różne od kołka dzielonego, który może ulec ściskaniu tylko w niewielkim stopniu, zanim dojdzie do zderzenia z szczeliną. Gdy  kołek dzielony zderzy się z szczeliną, dalsze ściskanie sprężyny nie jest możliwe.

Na rysunku 5 przedstawiono sprężysty kołek dzielony zamontowany w nominalnym zalecanym otworze. Pozostawiona jest minimalna szczelina, jednak ruch jest nadal możliwy. Może to opóźnić utwardzanie i zmęczenie materiału, ale nadal będą one występować. W tym przykładzie, gdy kołek dzielony zostanie całkowicie ściśnięty pod obciążeniem, połączenie styka się i działa jak solidna rura. Może to spowodować uszkodzenie otworu.

Na rysunku 6 sprężysty kołek dzielony jest zamontowany w otworze o zbyt dużych wymiarach. W tym przypadku istnieje większe prawdopodobieństwo ruchu, ponieważ szczelina jest szersza, a zmęczenie materiału może wystąpić szybciej.

Rysunek 7 przedstawia sprężysty kołek zwijany o tej samej średnicy zamontowany w tym samym nominalnym zalecanym otworze, jak pokazano na rysunku 5. Doskonała okrągłość  kołka zwianego jest natychmiast widoczna. W przeciwieństwie do typowego kształtu „łezki”  kołka dzielonego, kołek zwijany utrzymuje kontakt na co najmniej 270 stopniach swojego obwodu. Jedyna szczelina występuje w pobliżu zagiętego szwu, co jest konieczne, aby szew nie oddziaływał na ściankę otworu, co mogłoby doprowadzić do ścierania materiału. Obszar ten nazywany jest obszarem przecinka (rysunek 8).

Podsumowując, austenityczna stal nierdzewna może być najbardziej opłacalnym, idealnym materiałem do stosowania w niektórych aplikacjach, chociaż ma swoje ograniczenia, które należy wziąć pod uwagę podczas projektowania. Najważniejszą kwestią jest utwardzanie podczas obróbki. Należy również wziąć pod uwagę szereg innych problemów jak korozja galwaniczna/kompatybilność materiałów, odporność na określone czynniki korozyjne/środowiska, odbicie, magnetyzm i inne kwestie specyficzne dla danego zastosowania. Sprężyste kołki zwijane zostały zaprojektowane tak, aby zapewnić optymalną wydajność w jak najszerszym zakresie warunków. Zalety sprężystych kołków zwijanych w porównaniu z kołkami dzielonymi mają zastosowanie we wszystkich materiałach i zadaiach, chociaż mogą być bardziej widoczne w produktach wykonanych z austenitycznej stali nierdzewnej. Jeśli wymagane jest użycie tego materiału, projektanci muszą mieć świadomość, że zmęczenie materiału jest zawsze potencjalnym problemem, jeśli kołek poddawany jest obciążeniom dynamicznym. Sprężysty kołek zwijany zapewni doskonałą trwałość zmęczeniową, jeśli zostanie zainstalowany zgodnie z zalecanymi wytycznymi projektowymi.