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ばねの最大試験力とは

 
 

ばねの最大試験力とは…

 

ばねの最大試験力は、ばねの最大試験荷重ともいいます。

 

ばねの最大試験力は、次の計算式で求めることができます。

 

 

 ばねの最大試験力=(円周率×線径)÷(8×コイル平均径)×せん断未修正応力

 

 

各項目の単位は、次のようになります。

ばねの最大試験力→N、線径→mm、コイル平均径→mm、せん断未修正応力→N/mm2

 

 

この式の各項目をみると、円周率、線径、コイル平均径はすぐにわかるのですが、

 

問題は「せん断未修正応力」というよくわからない数値は何ぞやということです。

 

この「せん断未修正応力」をどうやって知ればよいのかということです。

 

最大試験応力を知るには、ここがポイントになります。

 

 

 

最大試験力のときの「せん断未修正応力」とは…

 

最大試験力のときのせん断未修正応力は、次の式で求めることができます。

 

 せん断未修正応力=引張強さ×係数

 

引張強さの単位は、N/mm2です。

 

 

この式には「引張り強さ」と「係数」という2つの項目があります。

 

まず、「係数」から説明します。

 

係数を決める要素は2つあります。

 

1つは材質、もう1つは押しバネ(圧縮ばね)か引きバネ(引張りばね)かで変化します。

 

まず、係数は材質について、「硬鋼線・ピアノ線」「オイルテンパー線」「ステンレス鋼線」「黄銅線」「洋白・りん青銅・ベリリウム銅」の区分であらかじめ定められています。

 

次に、引きバネの係数は押しバネの係数の80%になります。

 

 

これをまとめると、係数表は次のようになります。

 

材料  押しバネ   引きバネ 
硬鋼線・ピアノ線 0.50 0.40
オイルテンパー線 0.55 0.44
ステンレス鋼線 0.40 0.32
黄銅線 0.35 0.28
洋白線・りん青銅線・ベリリウム銅線  0.40 0.32

 

せん断未修正応力は、引張り強さにこの表の係数をかければよいのです。

 

 

引張り強さは、材質ごとの線径ごとに規格化されています。

 

ここで注意することは、規格値の最小値を引張り強さとして計算することです。

 

 

 

例えば、ピアノ線B種(SWP-B)の線径1.0mmのときの「せん断未修正応力」は、

 

規格の最小値が2260N/mm2ですので、次のとおりになります。

 

 押しバネのときは、2260×0.5=1130(N/mm2)

 

 引きバネのときは、2260×0.4=904(N/mm

 

 または1130×0.8=904としてもかまいません。

 

 

 

「せん断未修正応力」がわかれば、「ばねの最大試験力」を求めることは簡単です。

 

例えば、引きバネで、材質SWP-B、線径1.0mm、コイル平均径10mmのばあいの「ばねの最大試験力」は、

 

 ばねの最大試験力=(円周率×線径)÷(8×コイル平均径)×せん断未修正応力

 

ですので、

 

 (3.14×1.0)÷(8×10)×904=35.482(N/mm2) となります。

 

 

 

各ばね材料の引張強さの規格最小値は、下記を参照ください。

 

>ばね材料の引張強さの規格最小値

 

 

>ばねのせん断未修正応力とは

 

 

 

 

 

 

 

 

関連項目

 

>ばね設計 「ばね設計手順 7つのポイント」

 

>ばね設計 「ばね材料選択 5つのポイント」

 

>ばね設計「押しばね設計 5つのポイント」

 

>ばね設計「引きばね設計 5つのポイント」

 

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