ステンレス鋼製ねじり引張バネのさまざまなフックアンドループ構成は何ですか?

の ステンレス鋼製ねじり引張バネ 高度に統合された機械コンポーネントです。その性能と寿命は、コイルの形状や材質だけでなく、フック/ループの設計にも大きく左右されます。フックはスプリングと接続機構の間の境界面であり、応力が最も集中しやすい部分です。その形状は、スプリングの取り付け、荷重バランス、最終的な疲労寿命に直接影響します。

1. 基本的なフック/ループの種類と製造規格

フックとループは、引張スプリング ファミリの特徴的な構造です。ねじり引張バネの場合、トルクと張力の両方に対応できるにもかかわらず、そのフック設計には引張バネの分類システムが利用されており、多くの場合、ねじりバネの取り付けニーズに対する考慮事項が組み込まれています。

1.1 クローズドループ

閉ループは最も一般的で伝統的な形式で、ワイヤの端が完全な閉円を形成します。

• スタンダードループ/マシンループ：基本的なスタイルです。フック開口部 (存在する場合) は、コイルの中心軸に対してほぼ垂直です。

• センターループ: フックの開口部がスプリングの中心線と一致しているため、引っ張る力がスプリングの中心に沿って直接作用します。これは力の調整を維持するのに役立ちます。これは、最小限の横力を必要とする高速または高精度のアプリケーションにとって不可欠です。

• サイドループ：フックの開口部が中心線からオフセットされています。通常、スプリングを側面の取り付けポイントに取り付ける必要がある状況で使用されます。

1.2 拡張ループ

拡張ループは、名前が示すように、スプリング コイルの端から伸びる構造です。

• ジャーマンループ：曲げ半径が小さく、適度な伸び長さが特徴で、コンパクトな構造となっています。

• イングリッシュループ：曲げ半径が大きいのが特徴で、よりスムーズな移行を実現します。理論的には、この設計により応力がより適切に分散されますが、より多くの設置スペースが必要になります。

2. 特殊なフック/ループの形状と適用上の考慮事項

標準タイプに加えて、設計者は特定の接続および機能要件を満たすためにさまざまな特殊なフック形状をカスタマイズすることが多く、スプリングの取り付けと作業効率を最適化します。

2.1 ネジ付きインサートフック

この形状はスプリングワイヤーから直接曲げられていません。代わりに、コイルエンドは縮小または平坦化され、ねじ付きインサートが所定の位置に埋め込まれるか溶接されます。

• 特長: スプリングをねじを介して機械コンポーネントに直接接続できるため、初期張力の調整と正確な取り付け位置決めが可能になります。頻繁な調整や高精度の位置決めが必要な自動化装置によく使用されます。

2.2 回転フック

張力がかかった状態でスプリングがある程度の角度回転または振動を行う必要がある用途に使用されます。

• 設計: フックの開口部または形状は、伸長プロセス中に接続点がそれ自身の軸またはピボット点の周りで小さな角度変位を受けることを可能にする特定の構造で設計されています。

2.3 ダブルトーションフック

主にねじりバネに使用されますが、特定のねじり張力複合用途では、バネ ワイヤーの端が 2 つの対向するアームとして設計されます。

• 機能性: 2 つのアームはさまざまな機械コンポーネントに接続できるため、独立して適用したり、張力とトルクのバランスをとることができます。これは、複雑なリンク機構に特に適しています。

3. フックの設計がスプリングの性能に与える重大な影響

の form of the hook is much more than a matter of aesthetics or installation convenience; it is the primary factor determining the reliability and fatigue life of the stainless steel torsion tension spring.

3.1 応力集中係数

これは設計において最も重要なパラメータです。フックの湾曲した移行領域は、スプリング全体を通じて応力が最も集中する箇所です。

• 衝撃: 曲げ半径が小さいと (例: 鋭すぎるフック)、応力集中係数が高くなり、この時点でスプリングが破損しやすくなります。イングリッシュ ループは、半径が大きいため応力の移行がスムーズになるため、一般にジャーマン ループよりも優れています。

• ステンレス鋼の利点: ステンレス鋼材料 (304 または 316 など) は、優れた延性と引張強度を備えています。ただし、非常に高い応力集中下では、疲労寿命はさらに加速されます。したがって、フックの設計では、ワイヤーの直径とワイヤーの直径の比率を慎重に考慮する必要があります。 (d) そして曲げ半径 (R) .

3.2 初張力とアクティブコイル

の hook design affects the spring's active coil count and Initial Tension.

• アクティブ コイル: フックはアクティブ コイルとしてカウントされませんが、コイル本体への接続方法は負荷伝達の効率に間接的に影響します。

• 初張力: フックの製造プロセス (通常は冷間成形) はコイルエンドの残留応力に影響を与え、それが最終的な初張力値に影響します。フックの形成角度と長さを正確に制御することが、初期張力許容値を管理する鍵となります。

3.3 側面荷重と寿命

フックがスプリングの中心線上に配置されているかどうかは、スプリングの動作中にサイドローディングが発生するかどうかを直接決定します。

• センター ループ: 理想的には、横方向の力を加えずに軸方向の張力のみを生成し、摩耗を最小限に抑え、寿命を最大化します。

• 偏心ループ: 伸長中に横方向の分力​​が発生します。これにより、スプリングがガイド ロッドや取り付け穴の壁にこすれ、摩耗が促進され、疲労寿命が短くなる可能性があります。