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ばね定数について
2023/10/13 17:32
- ばね定数Kと実測値K'の誤差を解決する式について教えてください。
- 自由高さを変えることでばね定数の誤差を補正する方法を教えてください。
- ばね定数Kと実測値K'の関係式により、最終的な自由高さを求める方法を教えてください。
ばね定数について
2004/09/25 23:46
ばね初心者なのですがレポートを書くことになってしまい困っています。
内容は、
ばね定数がKと設定されているのですが、実際に製造して検査してみるとばね定数K'と誤差が出てしまいます。
自由高さを変えてやれば定数が変化するのは分かるのですが、漠然と高さを変えてやっては意味がないと思いまして。
使う条件は、「自由高さH0」「ばね定数K（K'）」「第一荷重P1」「第二荷重P2」「第一荷重高さH1」「第二荷重高さH2」くらいだとは思うのですが・・・。
なにか適切な式等があれば教えてもらえませんでしょうか？
よろしくおねがいします。
回答どうもありがとうございます。
定数の出し方はわかっていたので理解は出来たのですがサンプルとして作ったばねの定数±10%ほどの誤差がありまして。
H'=(K'/K)×H0
K：実際のばね定数
K':設定したばね定数
H0：実際の自由高さ
H'：最終的な自由高さ
例）
K=0.28
K'=0.30
H=20.0mm
H'=??.?mm
の場合、
H'=(0.30/0.28)×20.0=21.4mm
みたいな比でやってもある程度は検討を付けて出していいのでしょうか？
よろしくおねがいします。
回答 （3件中 1～3件目)
設定したバネ定数より実際のバネ定数が小さかったんですね。
バネ定数を0.28から0.30に近づけるには有効巻数を減らす、または中心径を小さくすることで対応できると思います。
「実際の自由高さ」と「最終的な自由高さ」の意味が理解できないのですが、指定高さ時の荷重値が出てれば
バネ定数は大きな意味を持たないということでしょうか？
バネ定数 0.30の設定でタワミ20mmのとき荷重値は「6」となります。
それがバネ定数が0.28のためタワミ20mmで「5.6」の荷重しか出てない。「5.6」を「6」にしたいのであれば 6/0.28＝21.4 となりタワミを「21.4」とすれば荷重は「6」になります。
荷重は「6」となりますがバネ定数は「0.28」のままです。
求めてる答えと違うかもしれませんが・・・。
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どのくらいの誤差なのでしょうか？
冷間成形コイルバネのバネ定数は、
JIS1級で±5％とされいます。
（JIS B 2707）
バネ定数は測定方法によってもばらつきが生じます。
JISでは「バネ定数は試験荷重時のたわみの3070%の間の２つの荷重点によって定める」
とされてます。
例題として。
材質SWPA
線径φ1.0
中心径10mm
有効巻数10
自由高さ30mm
の時バネ定数は計算で0.1kgf/mmとなります。
この時の全タワミ量は18です。
18の30%は「5.4」また70％は「12.6」
バネ定数は2点での荷重値から求めるので、
タワミが5.412.6の間の2点の荷重値から
バネ定数を導きます。
これがこのスプリングの実際のバネ定数K'となります。
例えば同じバネを使用しタワミ量2mmと4mmの2点からバネ定数を導き出すと
K'より小さくなります。
逆に13mmと15mmの2点から導き出すとK'より大きくなります。
うまく説明できませんがこんなのでいかがでしょうか？
自由高さ は ばね定数には影響なく
パラメータは コイルバネでは 素線径 ｄ と
有効巻き数 ｎ です。
有効巻き数を決める 総巻数ー座巻き の計り方がばらついていると、１次でばらつきます。
素線のばらつきは、４乗でききます。
