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有限会社 加賀スプリング製作所

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ばねの用語集

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圧縮コイルバネの最大荷重を許容応力から予め知る計算式

設置スペースよりコイル径が解っていれば、其のバネの最大荷重値を算出する方法をご紹介いたします。
記号・式についはこちらをご参照ください

το=(8D/πd3)P---------------------------------------(1.2)
τ=κτο------------------------------------------------(1.3)

上記の2式より。荷重Pは以下のように表されます。
P=(το/κ)/(8D/πd3)

今各要素を下記の記号に置き換えるとすれば
線径 d
コイル中心径 D
応力修正係数 κ
最大許容応力 τmax
最大荷重 Pmax

として次式が成り立ちます。
Pmax=(τmax/κ)/(8D/πd3)------------------------(1)
上記式より材質、コイル径(コイルスペース)が決まっていれば
最大許容応力より最大荷重が凡そ推測できます。
例えば、材質がピアノ線、コイル中心径が20mm(適正バネ指数:10~11より)取れるとすれば
線径はφ2.0(c=D/d)
応力修正係数:1.145
ピアノ線φ2.0のJIS規定によるMin引張力(既定値)は、1810Mpa
最大許容応力:814Mpa(最低引張力×45%)
以上より式(1)より
Pmax≒112-------------------------------------------(2)
よって1個のバネに掛かる荷重が(2)の値よりも大きければ、材質・スペースの見直し
バネを並列使い、もしくは親子バネ等を使用方法も再検討する必要があります。


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