CONSTANT FORCE SPRING
정하중스프링 설계 계산기
띠판이 직선으로 풀릴 때의 이론 하중과 목표 치수 검토
기본 모델: 권취 반경 ≈ 자연반경. 초기 풀림 이후의 정하중 구간을 추정합니다.
CALCULATION이론 추정값
이론 당김 하중 F
N
— kgf굽힘 응력 변화 Δσ
MPa
참고값 · 실제 최대응력 아님목표 하중에 필요한 치수
목표 10 N① 판폭만 변경
mm
현재 두께 · 자연곡률 고정② 두께만 변경
mm
현재 판폭 · 자연곡률 고정①과 ②는 독립적인 대안입니다. 실제 두께 변경 시 성형 후 자연곡률도 달라질 수 있습니다.
정하중스프링 구조
개념도 · 축척 아님자연반경 Rₙ— mm
자연반경 / 판두께—
판두께에 따른 하중 변화
현재 치수현재 두께의 0.5~1.5배를 비교합니다.
재질·판폭·자연곡률 고정 · 사용 가능 범위 아님
현재 입력 치수
단위 mm- 판폭 b
- —
- 판두께 t
- —
- 자연곡률 지름 Dₙ
- —
- 자연반경 Rₙ
- —
계산식 · 지름 기준 · 적용 범위
Rₙ = Dₙ / 2F = Ebt³ / (24Rₙ²)Δσ = Et / (2Rₙ)b = 24F목표Rₙ² / (Et³)t = ∛[24F목표Rₙ² / (Eb)]띠판형 정하중 인장스프링의 기본 탄성 모델입니다. 권취 반경이 자연반경과 같다고 근사하며, 포아송비에 따른 넓은 띠판 보정은 생략합니다. 자연곡률 지름은 띠판 두께 중심선 기준입니다.
권취 반경 R₁이 다르면 일반식 F = (Ebt³/24) × [1/Rₙ² − (1/Rₙ − 1/R₁)²]로 달라집니다. 이 계산기의 입력값은 실제 드럼 지름이나 완성 코일 외경으로 대체할 수 없습니다.
응력 변화는 띠판이 펴질 때의 탄성 굽힘 변화량입니다. 성형 잔류응력을 포함한 최대응력이나 허용응력이 아니며, 안전계수·피로 수명·허용 스트로크를 판정하지 않습니다. 초기 인출 구간, 마찰과 여러 겹의 접촉도 제외합니다.
재질별 E 대표값은 SUS301·SUS304 193,000 MPa, SK85 208,000 MPa입니다. 재료 성적서·압연 방향·사용 온도에 맞춰 수정하세요. 재질 선택만으로 열처리와 허용강도가 정해지지 않습니다. 1 kgf = 9.80665 N입니다.
기초 설계 검토용 이론값입니다. 제작 전 성형 조건, 장착 구조, 실제 하중과 반복 수명을 시제품으로 확인하세요.