비틀림 스프링은 축을 따라 비틀었을 때 토크 또는 비틀림 힘을 가하여 작동하는 기계식 스프링입니다. 스프링은 나선형으로 감긴 금속 와이어로 만들어지며, 한쪽 끝은 고정점에, 다른 쪽 끝은 회전하는 지점에 연결되어 있습니다. 회전점이 회전하면 스프링이 비틀림으로 에너지를 저장하고, 회전력이 해제되면 스프링이 저장된 에너지를 방출합니다. 이름이 다른 의미를 암시하지만, 비틀림 스프링은 비틀림 응력이 아니라 굽힘 응력을 지닙니다. 각에너지를 저장하고 방출하거나, 다리를 몸의 중심축을 따라 굴절시켜 정적으로 메커니즘을 고정할 수 있습니다.
토크 스프링은 보통 단단히 감겨 있지만, 코일 간 마찰을 줄이기 위해 피치(pitch)를 가질 수도 있습니다. 비틀림 스프링은 비틀림이나 회전에 의해 가해지는 힘을 견딜 수 있습니다. 용도에 따라 비틀림 스프링은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하도록 설계할 수 있으며, 이는 바람 방향을 결정합니다.
비틀림 스프링 구조는 각 에너지를 저장하고 방출하거나, 다리를 몸의 중심축을 중심으로 굴절시켜 정적으로 메커니즘을 고정하도록 설계되었습니다. 이 스프링이 제조 바람의 선호 방향으로 방향을 바꾸면 본체의 직경이 줄어들고 본체 길이가 약간 증가합니다.
토크 스프링은 다양한 분야에 적용되며 다양한 산업에서 필수적입니다. 토션 스프링의 일반적인 적용 예는 다음과 같습니다:
자동차 산업: 토크 스프링은 도어 힌지와 차량 서스펜션에 사용되어 이러한 부품의 원활한 작동을 보장합니다
집: 이 스프링들은 차고 문, 빨래집게, 클립보드에 적합하여 원활하게 작동할 수 있도록 돕습니다.
전자 산업: 토크 스프링은 스위치와 카메라 작동에서 중요한 역할을 하며, 전자 기기에서 필수적인 구성 요소입니다.
장난감 및 소비재: 회전력이 필요한 장난감, 시계 및 기타 소비재에 사용됩니다.
기계적: 토션 스프링은 다양한 기계에서 레버 및 기타 부품의 원활한 작동을 돕기 위해 흔히 사용됩니다.
선박 및 야외 스포츠 산업: 트위스티드 스프링은 개인 선박 탑승 계단과 같은 생명 구호 장치에 사용되며, 내구성과 부식 저항성이 매우 중요합니다.
토션 스프링을 설계할 때는 원형, 직사각형, 또는 정사각형 와이어(예: 사각형 와이어)가 필요한지 적용 대상을 고려하는 것이 중요합니다. 가장 단순하고 일반적인 토션 스프링 설계는 직사각형 와이어로 만든 단일 토션 스프링으로, 양 끝이 직선이지만, 이 설계 형식은 굽히고 성형하는 방식으로 수정할 수 있습니다.
조립 시 다리 베어링/커넥터의 위치가 왼쪽 또는 오른쪽에 있어야 하기 때문에, 제조 풍선의 방향도 토션 스프링 응용에서 중요합니다. 토션 스프링은 보통 최종 제품의 이론적 경첩선과 정렬된 막대(만드렐)에 의해 지지됩니다. 더블 토션 스프링의 설계는 더 복잡하며 제조 방법을 고려해야 합니다. 이중 토션 스프링은 중심에서 감기며, 단일 토션 스프링은 양쪽 끝에서 감깁니다.
비틀림 스프링 구조는 축을 본체 중심선을 중심으로 방향을 틀어 에너지를 저장하고 방출하거나 메커니즘을 고정하는 것을 목표로 합니다. 올바른 방향으로 방향을 바꾸면 몸체의 직경을 줄이고 길이를 늘립니다.
토션 스프링의 권선 방향은 그 적용의 특정 요구사항을 충족해야 합니다. 조립 시 하중 지지 다리는 올바른 쪽(왼쪽 또는 오른쪽)에 위치하여 올바른 정렬을 보장합니다. 비틀림 스프링은 응용의 힌지 라인에 대응하는 스핀들에 의해 지지됩니다.
내경
토션 스프링의 내경은 코일 나선 내부 너비로, 중심축에 수직으로 측정됩니다. 이 크기는 스프링에 부드럽게 적재할 수 있는 샤프트 또는 만드렐의 외경을 결정합니다. 최적의 작동을 위해 삽입된 부품이 자유롭게 움직일 수 있도록 내경에 10%의 간격을 두는 것이 권장됩니다.
외경
토션 스프링의 외경은 코일 나선 바깥쪽 너비로, 중심선에 수직으로 측정됩니다. 이 크기는 스프링 삽입 구멍의 직경을 정의하며, 스프링의 자유로운 작동을 보장하는 데 필요한 모든 여유 공간을 고려합니다.
와이어 직경
와이어 직경은 토션 스프링을 감고 성형하는 데 사용되는 와이어의 두께를 의미합니다.
평균 직경은 외경에서 와이어 직경을 빼서 계산하며, 응력과 스프링 속도 계산에 사용됩니다.
몸길이
비틀림 스프링의 주 길이는 스프링이 하중이 없는 상태일 때 측정되며, 이는 엔드 코일의 외면 측정으로 결정됩니다. 토크가 가해지면서 본체의 길이는 증가하고 스프링의 직경은 줄어듭니다.
다리 길이
비틀림 스프링의 다리 길이는 스프링 다리 끝에서 코일의 중심축까지의 거리를 의미합니다. 스프링에서 에너지를 저장하는 데 필요한 부하나 토크에 영향을 줄 것입니다. 다리가 짧을수록 코일을 구부리는 데 필요한 토크가 커집니다. 또한, 토션 스프링의 다리는 길이가 다를 수 있습니다.
버스 서클
토션 스프링의 총 코일 수는 코일 내 유효한 코일 수를 의미합니다. 유효 코일이란 부하가 있을 때 비틀리거나 휩쓸리며 스프링이 해제될 때 에너지를 방출하는 코일을 말합니다. 다리가 차지하는 비활성 코일 때문에 버스 내 총 코일 수는 총 코일 수보다 약간 적습니다. 프리 위치에서 다리 각도가 0°인 토션 스프링의 경우, 총 코일 값은 정수입니다.
비틀림 스프링의 치수
아스팔트
토션 스프링의 피치는 인접한 두 유효 코일 사이의 중심선 거리입니다. 단단히 감긴 스프링에서는 피치가 와이어 직경과 거의 같다. 하지만 조밀한 감긴 스프링은 편향 과정에서 상당한 마찰력을 발생시킵니다. 일반적으로 피치 대신 토션 스프링의 총 회전 수와 몸체 길이를 지정하는 것이 권장됩니다.
감는 방향
토션 스프링의 감김 방향은 특정하며, 오른손잡이일 수도 있고 왼손잡이일 수도 있습니다. 오른쪽으로 감으면 코일이 시계 방향으로 회전하고, 왼쪽으로 감으면 반시계 방향으로 회전합니다. 토션 스프링의 상단을 관찰하면 권선 방향을 쉽게 확인할 수 있습니다.
토션 스프링의 설계는 하중과 권선 방향이 일관되도록 해야 합니다. 하중과 권선 방향이 반대여야 한다면 하중과 각도 편향을 줄여야 합니다.
권선 방향을 이해하는 것은 비틀림 스프링의 정상 기능에 매우 중요하며, 이는 편향 방향을 결정합니다. 비틀림 스프링의 배치는 감기 방향에 따라 달라지며, 이는 앞뒤 다리의 위치와 움직임에 영향을 줄 수 있습니다.
오른손 토션 스프링의 경우, 뒷다리는 시계 방향으로 꼬이고, 앞다리는 반시계 방향으로 비틀립니다. 좌측 토션 스프링의 경우, 상황은 정반대입니다: 뒷다리는 반시계 방향으로 움직이고, 앞다리는 시계 방향으로 움직입니다.
비틀림 스프링의 감기는 방향
다리 각도
토션 스프링의 다리 각도는 스프링이 하중되지 않았을 때 다리 사이의 각도로, 0°에서 360°까지 다양합니다. 매장에서 흔히 쓰이는 표준 토션 스프링 다리 각도는 90°, 180°, 270°, 360°입니다. 또한, 제조업체는 특정 고객 요구에 맞게 다리 각도를 맞춤 설정할 수 있습니다.
다리 각도
다리 각도는 토션 스프링의 총 회전 횟수에 영향을 미칩니다. 앞서 언급했듯이, 버스 코일 수는 권선 내 코일 총 수보다 약간 적습니다. 다음 공식은 다리 각도와 버스 회전 횟수 간의 관계를 설명합니다.
자유 위치에서의 다리 각도 = 비활성 코일 수 (분수값) x 360 °
다리 방향
비틀림 스프링의 다리 방향은 다리가 스프링의 직경에 대해 구부러지는 방식을 의미합니다. 지지 다리의 급격한 휘음은 스프링의 하중 지지 능력을 제한할 수 있으며, 응력이 굽힘 부위에 집중되는 경우가 많습니다. 일반적인 다리 방향에는 축, 접선, 방사, 방사선 접선 등이 있습니다. 그중 접선 다리 구성이 가장 적은 응력을 받습니다.
다리 방향
레그 스타일
토션 스프링의 다리는 비틀거나, 구부리거나, 후크로 또는 루프 형태로 고정하여 설치와 조작이 용이합니다. 다음은 토션 스프링의 일반적인 다리 스타일이지만, 고객 요구에 따라 맞춤형 다리 스타일을 제공할 수 있습니다.
스트레이트 레그
직선 오프셋 레그
짧은 훅 끝
경첩식 끝
원형 끝
레그 스타일
토션 스프링의 성능은 다음과 같은 특성과 매개변수에 의해 결정됩니다:
스프링 인덱스
스프링 지수는 토션 스프링의 평균 직경과 와이어 직경의 비율입니다. 스프링 코일의 조임성, 강도, 제조 가능성에 대한 통찰을 제공합니다. 스프링 지수를 줄임으로써, 선 직경을 늘리거나 스프링의 외경을 줄여 스프링 강도를 높일 수 있습니다. 얇은 와이어 스프링과 비교할 때, 두꺼운 와이어 스프링이 더 강한 힘을 가집니다. 스프링 지수를 낮추면 코일이 조여지고 힘이 증가하지만, 동시에 코일에 가해지는 압축 응력이 증가합니다. 금형 마모가 증가하고 수명을 연장하기 위한 추가 가공이 필요하기 때문에, 낮은 지수(Index)로 스프링을 제조하는 것은 더 어렵습니다. 인덱스가 4 이하이거나 25보다 높은 스프링은 제조할 수 없으며, 이상적인 범위는 보통 6에서 12 사이입니다.
각도 편향
각도 편향은 토션 스프링의 한 다리가 자유 위치에서 하중 상태로 이동하는 각도 거리를 말합니다.
각변위
최대 편향
최대 허용 편향은 하중을 받아도 휘거나 과도한 응력 없이 토션 스프링이 도달할 수 있는 최대 각도 편향입니다. 스프링이 이 편향을 초과하면, 하중이 제거된 후 코일이 원래 위치로 돌아가지 못할 수 있습니다. 이는 재료가 항복하기 때문입니다.
최대 각도 편향은 토션 스프링이 하중을 받으면 비틀릴 수 있는 정도이며, 그 이상을 넘어 과도한 응력으로 인해 휘어지는 정도입니다. 일반적으로 직경이 크고 코일이 많은 비틀림 스프링은 더 높은 변형 능력을 가집니다. 예를 들어, 차고문 스프링은 많은 코일과 낮은 설계 응력 덕분에 여러 차례 회전을 견디지 않고 구부릴 수 있습니다.
최대 부하
최대 하중은 토션 스프링이 구부러지기 전에 스프링 다리에 가할 수 있는 최대 토크입니다. 토션 스프링의 하중 지지 능력은 최대 처짐 또는 최대 하중(먼저 도래하는 쪽)에 의해 제한됩니다.
스프링 강성
스프링 강성은 단위 각변위당 토션 스프링에 가해지는 회전력을 측정한 값입니다. 다음 공식은 원형 나선형 비틀림 스프링의 스프링 강성을 계산하는 데 사용할 수 있습니다:
스프링 속도 (파운드 인치/도)=. PL/Θ = E xd^4 / 3888 x D x Na
이 방정식에서 P는 하중, L은 힘 팔, Θ는 각변위, d는 와이어 직경, D는 평균 직경, Na는 유효 코일 수, E는 재료의 탄성 계수입니다. 상수 3888은 인접한 코일 간 마찰과 스프링 본체와 연결된 부품 간의 마찰을 조절하는 이론적 계수입니다.
다음 표는 스프링 강성 계산에 매우 중요한 다양한 유형의 비틀림 스프링 와이어의 탄성 계수를 제공합니다:
스프링 와이어의 탄성 계수
스프링 와이어의 탄성 계수 (psi x 10 6)
뮤직 라인 30
302, 304, 316 스테인리스 스틸 등급 28
17-7 스테인리스 스틸 29.5
크롬 바나듐 서티
크롬 실리콘 30
인광 청동 15
스프링 상수는 토크와 각변위와 관련이 있으며, 이는 다음 식에서 나타난다. 이 관계는 특정 각변위량이나 특정 힘을 생성하는 데 필요한 토크량을 결정하는 데 도움을 줍니다.
각변위=토크/스프링 강성
토크=스프링 강성 x 각변위
압력
나선형 비틀림 스프링의 굽힘 응력은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다:
굽힘 응력(psi)=32 PLK/π d ³
여기서 K는 굽힘 응력 보정 계수를 나타냅니다. 토크가 토크를 토크로 가하면, 내측 표면에 더 큰 굽힘 응력이 있어 내측과 외측 모두 커집니다. 원형 나선형 비틀림 스프링의 경우, 내경의 굽힘 응력 보정 계수는 Wahl이 개발한 다음 공식에 따라 계산됩니다:
주요 정보 ID = [4C ² - C-1]/[4C (C-1)]
여기서 \ (C \)는 스프링 인덱스를 나타냅니다. 내측과 외경에서의 굽힘 응력은 다음 공식을 사용하여 대략적으로 계산할 수 있습니다:
키 정보 ID =[4C-1]/[4C-4]
KOD = [4C + 1] / [4C + 4]
비틀림 스프링은 스프링 직경이 줄어드는 방향으로 하중해야 하며, 이 방향에 잔류 성형 응력을 가하는 것이 유익합니다.
토크 스프링은 보통 단단히 감겨 있지만, 코일 간 마찰을 줄이기 위해 피치(pitch)를 가질 수도 있습니다. 비틀림 스프링은 비틀림이나 회전에 의해 가해지는 힘을 견딜 수 있습니다. 용도에 따라 비틀림 스프링은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하도록 설계할 수 있으며, 이는 바람 방향을 결정합니다.
비틀림 스프링 구조는 각 에너지를 저장하고 방출하거나, 다리를 몸의 중심축을 중심으로 굴절시켜 정적으로 메커니즘을 고정하도록 설계되었습니다. 이 스프링이 제조 바람의 선호 방향으로 방향을 바꾸면 본체의 직경이 줄어들고 본체 길이가 약간 증가합니다.
토크 스프링은 다양한 분야에 적용되며 다양한 산업에서 필수적입니다. 토션 스프링의 일반적인 적용 예는 다음과 같습니다:
자동차 산업: 토크 스프링은 도어 힌지와 차량 서스펜션에 사용되어 이러한 부품의 원활한 작동을 보장합니다
집: 이 스프링들은 차고 문, 빨래집게, 클립보드에 적합하여 원활하게 작동할 수 있도록 돕습니다.
전자 산업: 토크 스프링은 스위치와 카메라 작동에서 중요한 역할을 하며, 전자 기기에서 필수적인 구성 요소입니다.
장난감 및 소비재: 회전력이 필요한 장난감, 시계 및 기타 소비재에 사용됩니다.
기계적: 토션 스프링은 다양한 기계에서 레버 및 기타 부품의 원활한 작동을 돕기 위해 흔히 사용됩니다.
선박 및 야외 스포츠 산업: 트위스티드 스프링은 개인 선박 탑승 계단과 같은 생명 구호 장치에 사용되며, 내구성과 부식 저항성이 매우 중요합니다.
토션 스프링을 설계할 때는 원형, 직사각형, 또는 정사각형 와이어(예: 사각형 와이어)가 필요한지 적용 대상을 고려하는 것이 중요합니다. 가장 단순하고 일반적인 토션 스프링 설계는 직사각형 와이어로 만든 단일 토션 스프링으로, 양 끝이 직선이지만, 이 설계 형식은 굽히고 성형하는 방식으로 수정할 수 있습니다.
조립 시 다리 베어링/커넥터의 위치가 왼쪽 또는 오른쪽에 있어야 하기 때문에, 제조 풍선의 방향도 토션 스프링 응용에서 중요합니다. 토션 스프링은 보통 최종 제품의 이론적 경첩선과 정렬된 막대(만드렐)에 의해 지지됩니다. 더블 토션 스프링의 설계는 더 복잡하며 제조 방법을 고려해야 합니다. 이중 토션 스프링은 중심에서 감기며, 단일 토션 스프링은 양쪽 끝에서 감깁니다.
비틀림 스프링 구조는 축을 본체 중심선을 중심으로 방향을 틀어 에너지를 저장하고 방출하거나 메커니즘을 고정하는 것을 목표로 합니다. 올바른 방향으로 방향을 바꾸면 몸체의 직경을 줄이고 길이를 늘립니다.
토션 스프링의 권선 방향은 그 적용의 특정 요구사항을 충족해야 합니다. 조립 시 하중 지지 다리는 올바른 쪽(왼쪽 또는 오른쪽)에 위치하여 올바른 정렬을 보장합니다. 비틀림 스프링은 응용의 힌지 라인에 대응하는 스핀들에 의해 지지됩니다.
내경
토션 스프링의 내경은 코일 나선 내부 너비로, 중심축에 수직으로 측정됩니다. 이 크기는 스프링에 부드럽게 적재할 수 있는 샤프트 또는 만드렐의 외경을 결정합니다. 최적의 작동을 위해 삽입된 부품이 자유롭게 움직일 수 있도록 내경에 10%의 간격을 두는 것이 권장됩니다.
외경
토션 스프링의 외경은 코일 나선 바깥쪽 너비로, 중심선에 수직으로 측정됩니다. 이 크기는 스프링 삽입 구멍의 직경을 정의하며, 스프링의 자유로운 작동을 보장하는 데 필요한 모든 여유 공간을 고려합니다.
와이어 직경
와이어 직경은 토션 스프링을 감고 성형하는 데 사용되는 와이어의 두께를 의미합니다.
평균 직경은 외경에서 와이어 직경을 빼서 계산하며, 응력과 스프링 속도 계산에 사용됩니다.
몸길이
비틀림 스프링의 주 길이는 스프링이 하중이 없는 상태일 때 측정되며, 이는 엔드 코일의 외면 측정으로 결정됩니다. 토크가 가해지면서 본체의 길이는 증가하고 스프링의 직경은 줄어듭니다.
다리 길이
비틀림 스프링의 다리 길이는 스프링 다리 끝에서 코일의 중심축까지의 거리를 의미합니다. 스프링에서 에너지를 저장하는 데 필요한 부하나 토크에 영향을 줄 것입니다. 다리가 짧을수록 코일을 구부리는 데 필요한 토크가 커집니다. 또한, 토션 스프링의 다리는 길이가 다를 수 있습니다.
버스 서클
토션 스프링의 총 코일 수는 코일 내 유효한 코일 수를 의미합니다. 유효 코일이란 부하가 있을 때 비틀리거나 휩쓸리며 스프링이 해제될 때 에너지를 방출하는 코일을 말합니다. 다리가 차지하는 비활성 코일 때문에 버스 내 총 코일 수는 총 코일 수보다 약간 적습니다. 프리 위치에서 다리 각도가 0°인 토션 스프링의 경우, 총 코일 값은 정수입니다.
비틀림 스프링의 치수
아스팔트
토션 스프링의 피치는 인접한 두 유효 코일 사이의 중심선 거리입니다. 단단히 감긴 스프링에서는 피치가 와이어 직경과 거의 같다. 하지만 조밀한 감긴 스프링은 편향 과정에서 상당한 마찰력을 발생시킵니다. 일반적으로 피치 대신 토션 스프링의 총 회전 수와 몸체 길이를 지정하는 것이 권장됩니다.
감는 방향
토션 스프링의 감김 방향은 특정하며, 오른손잡이일 수도 있고 왼손잡이일 수도 있습니다. 오른쪽으로 감으면 코일이 시계 방향으로 회전하고, 왼쪽으로 감으면 반시계 방향으로 회전합니다. 토션 스프링의 상단을 관찰하면 권선 방향을 쉽게 확인할 수 있습니다.
토션 스프링의 설계는 하중과 권선 방향이 일관되도록 해야 합니다. 하중과 권선 방향이 반대여야 한다면 하중과 각도 편향을 줄여야 합니다.
권선 방향을 이해하는 것은 비틀림 스프링의 정상 기능에 매우 중요하며, 이는 편향 방향을 결정합니다. 비틀림 스프링의 배치는 감기 방향에 따라 달라지며, 이는 앞뒤 다리의 위치와 움직임에 영향을 줄 수 있습니다.
오른손 토션 스프링의 경우, 뒷다리는 시계 방향으로 꼬이고, 앞다리는 반시계 방향으로 비틀립니다. 좌측 토션 스프링의 경우, 상황은 정반대입니다: 뒷다리는 반시계 방향으로 움직이고, 앞다리는 시계 방향으로 움직입니다.
비틀림 스프링의 감기는 방향
다리 각도
토션 스프링의 다리 각도는 스프링이 하중되지 않았을 때 다리 사이의 각도로, 0°에서 360°까지 다양합니다. 매장에서 흔히 쓰이는 표준 토션 스프링 다리 각도는 90°, 180°, 270°, 360°입니다. 또한, 제조업체는 특정 고객 요구에 맞게 다리 각도를 맞춤 설정할 수 있습니다.
다리 각도
다리 각도는 토션 스프링의 총 회전 횟수에 영향을 미칩니다. 앞서 언급했듯이, 버스 코일 수는 권선 내 코일 총 수보다 약간 적습니다. 다음 공식은 다리 각도와 버스 회전 횟수 간의 관계를 설명합니다.
자유 위치에서의 다리 각도 = 비활성 코일 수 (분수값) x 360 °
다리 방향
비틀림 스프링의 다리 방향은 다리가 스프링의 직경에 대해 구부러지는 방식을 의미합니다. 지지 다리의 급격한 휘음은 스프링의 하중 지지 능력을 제한할 수 있으며, 응력이 굽힘 부위에 집중되는 경우가 많습니다. 일반적인 다리 방향에는 축, 접선, 방사, 방사선 접선 등이 있습니다. 그중 접선 다리 구성이 가장 적은 응력을 받습니다.
다리 방향
레그 스타일
토션 스프링의 다리는 비틀거나, 구부리거나, 후크로 또는 루프 형태로 고정하여 설치와 조작이 용이합니다. 다음은 토션 스프링의 일반적인 다리 스타일이지만, 고객 요구에 따라 맞춤형 다리 스타일을 제공할 수 있습니다.
스트레이트 레그
직선 오프셋 레그
짧은 훅 끝
경첩식 끝
원형 끝
레그 스타일
토션 스프링의 성능은 다음과 같은 특성과 매개변수에 의해 결정됩니다:
스프링 인덱스
스프링 지수는 토션 스프링의 평균 직경과 와이어 직경의 비율입니다. 스프링 코일의 조임성, 강도, 제조 가능성에 대한 통찰을 제공합니다. 스프링 지수를 줄임으로써, 선 직경을 늘리거나 스프링의 외경을 줄여 스프링 강도를 높일 수 있습니다. 얇은 와이어 스프링과 비교할 때, 두꺼운 와이어 스프링이 더 강한 힘을 가집니다. 스프링 지수를 낮추면 코일이 조여지고 힘이 증가하지만, 동시에 코일에 가해지는 압축 응력이 증가합니다. 금형 마모가 증가하고 수명을 연장하기 위한 추가 가공이 필요하기 때문에, 낮은 지수(Index)로 스프링을 제조하는 것은 더 어렵습니다. 인덱스가 4 이하이거나 25보다 높은 스프링은 제조할 수 없으며, 이상적인 범위는 보통 6에서 12 사이입니다.
각도 편향
각도 편향은 토션 스프링의 한 다리가 자유 위치에서 하중 상태로 이동하는 각도 거리를 말합니다.
각변위
최대 편향
최대 허용 편향은 하중을 받아도 휘거나 과도한 응력 없이 토션 스프링이 도달할 수 있는 최대 각도 편향입니다. 스프링이 이 편향을 초과하면, 하중이 제거된 후 코일이 원래 위치로 돌아가지 못할 수 있습니다. 이는 재료가 항복하기 때문입니다.
최대 각도 편향은 토션 스프링이 하중을 받으면 비틀릴 수 있는 정도이며, 그 이상을 넘어 과도한 응력으로 인해 휘어지는 정도입니다. 일반적으로 직경이 크고 코일이 많은 비틀림 스프링은 더 높은 변형 능력을 가집니다. 예를 들어, 차고문 스프링은 많은 코일과 낮은 설계 응력 덕분에 여러 차례 회전을 견디지 않고 구부릴 수 있습니다.
최대 부하
최대 하중은 토션 스프링이 구부러지기 전에 스프링 다리에 가할 수 있는 최대 토크입니다. 토션 스프링의 하중 지지 능력은 최대 처짐 또는 최대 하중(먼저 도래하는 쪽)에 의해 제한됩니다.
스프링 강성
스프링 강성은 단위 각변위당 토션 스프링에 가해지는 회전력을 측정한 값입니다. 다음 공식은 원형 나선형 비틀림 스프링의 스프링 강성을 계산하는 데 사용할 수 있습니다:
스프링 속도 (파운드 인치/도)=. PL/Θ = E xd^4 / 3888 x D x Na
이 방정식에서 P는 하중, L은 힘 팔, Θ는 각변위, d는 와이어 직경, D는 평균 직경, Na는 유효 코일 수, E는 재료의 탄성 계수입니다. 상수 3888은 인접한 코일 간 마찰과 스프링 본체와 연결된 부품 간의 마찰을 조절하는 이론적 계수입니다.
다음 표는 스프링 강성 계산에 매우 중요한 다양한 유형의 비틀림 스프링 와이어의 탄성 계수를 제공합니다:
스프링 와이어의 탄성 계수
스프링 와이어의 탄성 계수 (psi x 10 6)
뮤직 라인 30
302, 304, 316 스테인리스 스틸 등급 28
17-7 스테인리스 스틸 29.5
크롬 바나듐 서티
크롬 실리콘 30
인광 청동 15
스프링 상수는 토크와 각변위와 관련이 있으며, 이는 다음 식에서 나타난다. 이 관계는 특정 각변위량이나 특정 힘을 생성하는 데 필요한 토크량을 결정하는 데 도움을 줍니다.
각변위=토크/스프링 강성
토크=스프링 강성 x 각변위
압력
나선형 비틀림 스프링의 굽힘 응력은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다:
굽힘 응력(psi)=32 PLK/π d ³
여기서 K는 굽힘 응력 보정 계수를 나타냅니다. 토크가 토크를 토크로 가하면, 내측 표면에 더 큰 굽힘 응력이 있어 내측과 외측 모두 커집니다. 원형 나선형 비틀림 스프링의 경우, 내경의 굽힘 응력 보정 계수는 Wahl이 개발한 다음 공식에 따라 계산됩니다:
주요 정보 ID = [4C ² - C-1]/[4C (C-1)]
여기서 \ (C \)는 스프링 인덱스를 나타냅니다. 내측과 외경에서의 굽힘 응력은 다음 공식을 사용하여 대략적으로 계산할 수 있습니다:
키 정보 ID =[4C-1]/[4C-4]
KOD = [4C + 1] / [4C + 4]
비틀림 스프링은 스프링 직경이 줄어드는 방향으로 하중해야 하며, 이 방향에 잔류 성형 응력을 가하는 것이 유익합니다.
