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定荷重ばねの物性

2023-02-24

理想的には、定荷重スプリング一定の力を一定の可動範囲にわたって変化せずに繰り返し加えます。実際、他のエラストマーと同様に、定荷重スプリングも材料の応力限界によって制限されます。材料の応力の限界を超えると、材料が変形するか、材料が疲労して時間の経過とともに弱くなり始めます。したがって、フックの法則は一定の力のばねに当てはまります。ただし、定荷重スプリングの製造方法とその特定の物理的特性が、「定荷重」という用語の由来となっています。定荷重ばねの物理的特性を研究することにより、定荷重という名前の由来をより深く理解することができます。

通常はスチール製ですが、定荷重スプリング平らなスチール片をドラムに巻き付けるか、スチールストリップを（ほぼ一定の半径で）それ自体に巻き付けることによって作られます。アプリケーションにスプリングが取り付けられ、スプリングの一端が負荷に取り付けられます。ばねは、荷重の移動によって静止状態に反して巻き上げられると、トルク力を発揮します。ばねは静止状態に戻ろうとするため、荷重に力を加えます。

アプリケーションでは、定荷重スプリングプリロードされた状態です。スチールストリップをそれ自体またはドラムの周囲に巻き付ける行為により、構造は張力状態になります。この張った状態でバネの力を測定するとゼロにはなりません。言い換えれば、定荷重ばねは静止時に測定可能な力を持っています。荷重がばねに抗して移動すると、ばねは円方向に比較的短い距離だけ移動します (最も一般的には初期風の方向に移動し、その結果、直径がわずかに減少します)。

負荷がかかった状態のばねの力の値を静止状態の力の値と比較すると、力の差が比較的小さいことがわかります。より一般的には、物理学の領域外では、ばねの静止状態と荷重状態の間の力の小さな差は重要ではないと考えられます。したがって、ばねの力は「一定」であると言われます。実際、定荷重バネは定荷重に近い力を発揮します。

定荷重スプリング長時間にわたって効率よく稼働できます。ほとんどの製品は、材料疲労により効果が低下するまでに数千から数百万サイクルを実行できます。定荷重スプリングは、業務用ドアクローザーなどの用途に最適です。

設計または仕様の際には、多くの重要なエンジニアリングパラメータを考慮する必要があります。定荷重スプリングs.材料、疲労寿命、引張荷重、トルクと摩擦、速度と加速度、設置、安全上の考慮事項、および使用環境はすべて重要な要素です。

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