バネ寿命の計算方法とパラメータについて
- 圧縮コイルバネの寿命計算には、線径、コイル外形、材質、有効巻き数、自由長さ、使用最大荷重、たわみのパラメータが必要です。
- これらのパラメータを使用して、バネ寿命を計算する式を適用します。
- 図やグラフなどの情報を参照して、パラメータを把握し、計算に使用します。
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バネ寿命
お世話になります 圧縮コイルバネの寿命計算をしたいのですがまずどんなパラメータの入力が必要なのかとそれらをどんな計算式で計算すればよいのでしょうか？ それともなにか図があってそれから読み取っていかないといけないのでしょうか？（例：線径1.2ｍｍ コイル外形6.8ｍｍ 材質ＳＷＰＡ 有効巻き数22 自由長さ50ｍｍ 使用最大荷重７８．９Ｎ・・たわみ15ｍｍの時） 宜しく御教示の程お願いします。 以上 みなさん参考になる回答有難うございます。 回答自体は得られそうですが、今後のため自力で寿命計算できるように 求め方の手法を御教示していただけると幸いです。
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一般市販のバネでしたら、カタログ等に許容タワミ量（Fｍａｘ）で〇〇％の記載はないですか。また、寿命回数の記載はないですか。 例でしたら、３０％で、１００万回持つのでないでしょうか。 経験上ですが、寿命は、初期タワミ量や、圧縮速度で変わるみたいです。 タワミ量に余裕を持たせれば、ほとんど、バネはヘタリません。 多分、私よりもっと詳しい方がいると思いますが、知る範囲を書かさせていただきました。
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上記スプリングの使用最大荷重時のねじり応力は D=中心径（外径-線径） d=線径 c=バネ指数（D/d) （8*D）/（3.14*ｄ*ｄ*ｄ）に最大荷重を掛けたもの（未修正応力）に （4ｃ-1）/（4ｃ-4）+（0.615/ｃ）の値（修正係数）を掛けることで 算出できます（修正応力）。 http://www.tokaibane.com/tech/tech_info.html 上記ばねだと875N/mm2となるこの値を材料の持つ許容ねじり応力と比較することで寿命を予測します。許容ねじり応力はJIS3522に記載されてる引張強さより算出します。SWP-A φ1.2 の引張強さは2010～2210N/mm2であり、紋さん記載のURLでは許容ねじり応力を「2210/2*0.8」で算出しているようで、884.56N/mm2となっています。 ねじり応力＜許容ねじり応力となれば「1000万回まで期待できる」となります。「折損の恐れあリ」「10万回まで期待できる」などとの境目がどこなのかはわからないです。すいません。
参考URLはWeb上にてバネの寿命計算ができます。 （登録有りですが。） また、各バネ屋さんに直接仕様を問い合わせたら ほとんどのメーカーで回答を頂けますよ。
多分すでにご存知とは思いますが、「JIS B2704:2000」に 圧縮コイルばねのJISがあります。 このJIS以上の情報が欲しい場合は、その旨を追記された方が よいかと思います。
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