表1に示す皿ばねを199.8mmにセットし、更に5.5mm撓ませたときの荷重と応力の計算例を示します。
計算に用いる係数
表1.皿ばねの諸元
| 記号 | 単位 | 数値 |
|---|---|---|
| D | mm | 50 |
| d | mm | 25.4 |
| t | mm | 3 |
| H0 | mm | 4.1 |
| h0 | mm | 1.1 |
| E | N/mm2 | 2.06 × 105 |
| n | 枚 | 2 |
| m | 段 | 30 |
| R | mm | 0.3 |
荷重の計算
皿ばねを組み合わせたときの自由高さ L0 は以下のようになります。
取付時、最大時のたわみ δmin , δmax は以下のようになります。
並列2枚なので、組合せ荷重は 6911×2＝13822N となります。
同様に δmax ＝0.623mm 時の単体荷重は Pmax ＝9576N となり、組合せ荷重は 9576×2＝19152N となります。
応力の計算
δmin ＝0.44mm 時の各部の応力は
同様にδmax ＝0.623mm 時の各部の応力は、それぞれ
σI max ＝-1658 N/mm2
σII max ＝1030 N/mm2
σIII max ＝882 N/mm2となります。
以上の計算結果から本皿ばねの荷重特性は表2のとおりとなります。
表2.皿ばね荷重特性
| 荷重(N) | 高さ(mm) | たわみ(mm) | 応力(N/mm)2 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| σI | σII | σIII | |||
| 0 | 213.0 | 0 | – | – | – |
| 13822 | 199.8 | 13.2 | -1196 | 702 | 639 |
| 19152 | 194.3 | 18.7 | -1658 | 1030 | 882 |
寿命の推定
次に寿命の推定を行います。引張り荷重に相当する表2の角部II及びIIIの応力をプロットし当てはめたものが下記の図1になります。プロットした点の直近の上にある線は200万回の線なので、本ばねの寿命推定は200万回となります。
![皿ばねの導入事例[用途別]](/assets/images/products/disc_top/side_2_ttl.png)
