ばねの荷重精度

2009/03/28 00:50

このQ&Aのポイント

圧縮、引張バネの荷重の公差を指定する際、要求される指定高さと長さは全たわみの20〜80％の範囲にすることがあります。
指定高さと長さを小さく指定したい場合、材料をA種にすると精度が向上することがあります。A種は許容応力が小さいため、全たわみも小さくなります。
バネの荷重精度を高めるためには、指定高さと長さの範囲を適切に設定し、材料の選択にも注意する必要があります。

noname#230358

機械設計
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noname#230359

2009/03/29 06:37 回答No.1

以前バネ屋さんと話しただけなので、うる覚えです。まず材料は関係ありません。許容応力が小さくなるので平均径やたわみ量を増やせる等に結びつくのであれば関係あります。要はたわみ量が少ない場合、荷重バラツキが大きくなり指定高さ時のバネ力が安定しないとの事です。理由は小たわみ量で荷重が少ないので、バネ長バラツキ当の影響がモロに聞いてくるからだったと記憶しています。ただし圧縮バネは特殊形状で無い場合、機械で製造時に全数検査/選別が可能です。どうしても仕様上必要でしたらバネ屋さんと相談する事を進めます。

質問者

お礼 2009/03/30 06:33

JISハンドブックで確認しました。なんか、勘違いしてたみたいです。圧縮バネの「全たわみ」とは密着までのたわみのことでした。よって材料による「全たわみ」は変化しないようです。引張バネの「全たわみ」は最大試験荷重のことなので、材料の許容応力で変わってきます。ＳＷＰ－ＡとＢでどれくらいかわるか下記のバネで計算しました。平均径＝１０、線径＝１、有効巻数＝１０、自由長さ＝２９初張力＝２．３１２Ｎ最大試験荷重（試験荷重は応力未修正です） SWP-A＝３２．３５８Ｎ SWP-B＝３５．５００Ｎ最大試験荷重時のたわみ SWP-A＝３０．６２１ｍｍ SWP-B＝３３．８２２ｍｍ上のたわみの２０～８０％ SWP-A＝６．１２４～２４．４９７ｍｍ SWP-B＝６．７６４～２７．０５８ｍｍ上のたわみを自由長さに足すと SWP-A＝３５．１～５３．５ｍｍ SWP-B＝３５．８～５６．１ｍｍとなり指定高さの上限は変わりますが、下限のほうはあまり変わりませんでした。

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noname#230359

2009/03/30 10:22 回答No.2

コイルばねの基本計算式は τ＝G・d・δ/(π・Na・D^2）です(詳細は添付URL参照)。ねじり応力の小さい応力範囲や許容限界に近い応力範囲ではばらつき要素があり，ばね特性の線形性が保たれ難いと言うことだと思います。そのため安定した特性を実現するには全たわみの20～80％ (または30～70％)にすることが望ましいと考えられます。上式で応力τを許容値に選べば，この値はたわみδに比例し，巻数Naに反比例します。応力τの許容値はＳＷＰ－Ａ＜Ｂですから，たわみδの上限値は大きくなります。