どうですか ぜんまい Gutekunst Federnによるこの専門記事は、次の春のデザインのための基本的な知識でこれらすべての質問に答えます。

引張りばねは、車両構造の戻りばねとして使用されるだけでなく、ガレージのドア、錠前、ベッドの引き出しなどにも使用されます。 リレー プラントや設備の建設に。 場合によっては、複数の引張バネを備えた引張バネシステムも使用されます。 最も一般的な応用例は、ガレージ ドアのスプリング パッケージや、並列接続されたベッド ボックスの折り畳み機構で、より大きな質量のコンポーネントが一定の力とスプリング モーメントで所定の位置に保持されます。

製造と材料

引張りばねは、丸または楕円形のばね鋼線から作られます。 ばね鋼線は通常、冷間成形プロセスで、ワンフィンガー システムでマンドレルに巻き付けるか、全自動ばねコイリング機の場合は 1 本のワイヤ ガイド ピンを使用して、任意の形状に成形されます。 -指または1本指システム。 アイレットは巻き取り中に直接形成されるか、後続の作業ステップで設定されます。 引張スプリングは通常、EN 13906-2 規格に従って、両側に XNUMX/XNUMX ドイツ製アイレットが付いた円筒形に作られます。 金属バネの製造方法は次のとおりです。

スプリングタイプとハトメタイプ

線形のバネ特性を備えた円筒形の引張バネの設計に加えて、円錐形または樽形の引張バネもよく製造されます。 円錐状に先細になったスプリングエンドにより、漸進的なスプリング特性に加えて、より長い耐用年数も実現されます。 引張りバネの設計では、力の退行方向は生成できません。 これには、ベッドボックスのような引張バネレバー機構が必要です。

用途に応じて、さまざまなハトメ形状が使用されます。 1/1 ジャーマン アイレットやフック付きアイレットなどの古典的なアイレット形状に加えて、巻き込みねじボルトやねじ込みねじプラグなどのより耐久性の高いスプリング エンドも利用できるため、耐用年数が長くなります。 一般に、引張スプリングはアイレットがあるため、永続的な使用には適していません。これは、移行部の曲げ部へのアイレットの接続が大きな弱点となるためです。

引張ばねアイレットには、引張荷重、ねじり荷重、曲げ荷重という XNUMX つの力が関係します。 したがって、引張りバネを使用する場合は、力がアイレットの中心に作用するように注意する必要があります。そうしないと、アイレットが破損する危険性が高まります。 さらに、スプリング本体からスプリングアイレットまでの移行半径 (r) は、常にワイヤーゲージ (d) より大きくなければなりません。

最も望ましいプリロード

引張りばねの場合、製造中に次のコイルに対してねじることによって予荷重が生成されます。 このプリロードは主に、ゼンマイの必要な動作長さを最小限に抑えるため、望ましいものです。 ただし、引張りばねの製造には次のことが当てはまります。予圧が大きいほど、製造コストが高くなります。 プリテンションは巻率「w = D/d」(D = 平均巻径、d = ワイヤーの太さ)にも依存し、巻率が増加すると減少します。

レンジ スプリングなどの引張スプリングに予圧が必要ない場合は、より高い焼き戻し温度と長い焼き戻し時間を使用することで、予荷重を後でほぼ完全に除去できます。 熱間成形された引張りばねであっても、予圧は含まれていません。 製造後に寸法や力特性などの必要なばね特性を保証できるようにするために、通常は予圧 (F0) または平均コイル直径 (D) が製造補償として許容されます。

緩和、せん断応力、ばね力

すべての金属バネと同様に、引っ張りバネが高温で長時間にわたって荷重を受けると、バネ力の一定の割合が失われます。 この力の喪失は弛緩と呼ばれます。 温度と電圧が上昇すると増加します。 材料と温度によっては、緩和によって最大 20% の力が失われる可能性があるため、ばねの最大たわみは許容応力の最大 80% である必要があります。

引張りばねに負荷がかかったときにせん断応力が降伏点の許容値を超えると、プリテンションが永久に減少するか、引張りばねが変形します。 また、引張バネの共振振動にも注意が必要です。 理想的には、励起周波数の振動はばねの固有振動数の XNUMX 分の XNUMX です。そうしないと、応力が大幅に増加し、ばねの破損につながる可能性があります。

ばね力/ばね剛性は、ばね鋼線とばね定数またはばね定数によって決まります。 バネ定数は、バネ力とバネのたわみの比率も定義します。 基本的に、ばね力の寸法は次の尺度によって影響を受ける可能性があります。

• 線径（d）が大きい＞バネが硬くなる
• コイル径（De）が大きいほど、スプリングが柔らかくなります
• 弾性コイルの数 (n) が大きいほど、バネが柔らかくなります。

動的荷重

動的荷重は、10.000 ストロークを超える時間の経過とともに変化する荷重です。 圧縮ばねとは異なり、引張ばねには、材料、線径、持ち上げ応力に基づいて考えられる動的応力場を指定する疲労強度図がありません。 その理由は、アイレットの形状が多様であるためで、その多くはバネ本体からアイレットまでの移行曲線により疲労強度がありません。 ねじ込みねじプラグや転造ねじボルトなどのアイレット形状は、より優れた動的特性を備えています。 それにもかかわらず、それぞれの作業用途に応じた実際の耐用年数テストは、動的に使用される引張バネごとに実行する必要があります。

バネの材質と表面

ばね鋼線の選択は、ばね力に影響を与えるだけでなく、それぞれのばね用途に適切な特性も提供します。 通常の非合金ばね鋼線に加えて、ステンレスばね鋼、SiCr合金バルブばね線、良好な電気的特性を得るために銅合金、高い耐熱性と耐食性を得るためにニッケル合金、航空技術からの最も高い要求に応えるためにチタン合金も使用されます。 さらに、スプリングを最適化するためにさまざまな表面処理を施すことができます。 ただし、引張りバネはコイルが密集しているため、仕上げるのが困難です。#

引張りバネのメリットとデメリット

引張スプリングの欠点は、設置スペースのサイズ、アイレット接続部の敏感な点、およびアイレットが破損した後に生じるスプリング力の完全な損失です。 引張りばねの最も重要な利点は、座屈がないこと、中心を中心とした動力伝達の可能性、およびスリーブやマンドレルなどのガイド要素の省略による摩擦がないことです。

これらのトピックについてさらに詳しく知りたい場合、または質問がある場合は、Gutekunst Federn 情報ブログ (blog.federshop.com) を参照してください。 金属バネに関する Gutekunst の知識と情報チャンネルでは、引張りバネに関する興味深く役立つ情報だけではありません。

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