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疑問・お悩み相談室

引張りコイルバネの寿命計算について

キーワード
引張りコイルばね
寿命

【ご相談内容】 tetsu

お世話になっております。

引張りコイルバネの寿命計算において、JISでは、
静荷重の場合は許容ねじり応力の図を(貴社HPでは図5,6)、
動荷重(繰り返し荷重)の場合は疲れ強さ線図(図3、4)を使用する様な記載があります。

これは、バネのへたりについては許容ねじり応力の図を、
寿命については疲れ強さ線図という理解でよろしいのでしょうか。

更に貴社HPでは、許容ねじり応力の80%以下で設計する様推奨されておりますが、
JISでは更に80%(都合64%)が推奨されております。
これは、実用上問題無いのが80%以下であり、
僅かなへたりも生じないのが64%以下という理解でよろしいのでしょうか。

ばねっと君

【返答】 ばねっと君

tetsuさま

書込みありがとうございます!

>これは、バネのへたりについては許容ねじり応力の図を、
>寿命については疲れ強さ線図という理解でよろしいのでしょうか

その通りです。
ただし寿命については、フック部の曲げ応力がきいてきますので、
フック部の応力をみる必要がございます。

また、推奨値についてですが、JIS 及び弊社でも引張り強さの64%。
(弊社では引張り強さの80%を許容ネジリ応力としております)

【返答】 tetsu

ありがとうございます。
申し訳ありませんが、更に質問させて下さい。

結局のところ、静荷重時に使用する”許容ねじり応力”は、
動荷重時の寿命に影響するのでしょうか。

例えば、疲れ強さ線図で1000万回を超える条件であったとしても、
許容ねじり応力の80%未満64%以上になる場合があると思います。
ちなみにJISでは多少のへたりを許容するなら0.45の線を上に・・
と記載されています。

ばねっと君

【返答】 ばねっと君

tetsuさま

こんにちは!
静荷重におきましては、許容ねじり応力の80%以下を使用最大応力
としておりますが、動荷重につきましても静荷重における使用最大
応力を超えたポイントで使用した場合、へたりの発生する可能性が
ありますので、応力レベルとしましては使用最大応力以下に抑える
必要があると思います。
引張りコイルバネにつきましては、ご指摘のとおり使用最大応力を
超えたポイントでも寿命を確保できる場合がありますが、最も負荷
のかかる部分はコイル部ではなくフック部でありますので、フック
部の応力を最も注意する必要があります。
また、疲れ強さ線図で0.45より線を上昇させることのできる要因と
しましては、ショットピーニングがあり、ショット施行した場合ご指摘のとおり
線図を上昇させて判断することがある程度可能となります。

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