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마찰을 고려한 접시 스프링의 하중 변위 곡선 예측
Prediction of Load-displacement of the Disc Spring with the Friction 원문보기

한국소음진동공학회논문집 = Transactions of the Korean society for noise and vibration engineering, v.22 no.4, 2012년, pp.344 - 351  

신동호 (경기대학교 대학원 기계공학과) ,  이정윤 (경기대학교 기계시스템공학과) ,  오재응 (한양대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A disc spring consists of a conical disc. A load-displacement formula was newly developed in the form of energy method to consider both rigid and friction. The cross section of the disc spring has identical slope angles at the bottom of conical. To solve such a problem, an energy method calculation ...

주제어

#하중 변위 곡선   #접시 스프링   #마찰   #에너지법  

AI 본문요약
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  • Fig. 2에서 접시 스프링의 처짐 δ에 대하여 하중 P는 접시 스프링의 외주의 가장자리에서 균일하게 작용하고, 하중이 작용하면 단면은 O점을 중심으로 회전하며 단면 형상이 변하지 않는다고 가정한다.
  • 기존의 Almen-Laszlo 방정식은 처짐이 일어나도 접시 스프링의 내경과 외경은 변하지 않는다는 가정 아래 방정식을 유도하였다. 그러나 Fig.
  • 이 그래프와 유한요소해석(midas NFX) 결과를 같이 나타내었다. 하중은 변위가 접시 스프링의 높이 H의 2배가 될 때 까지 가하였다. 이는 대부분의 접시 스프링이 처짐 d(델타)를 H(높이)이내에서 사용하지만 일부 경우 자동차 클러치(2) 및 공작기계 스핀들(3)에서는 처짐 d(델타)를 2H까지 사용하기 때문이다.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
하중은 변위가 접시 스프링의 높이 H의 2배가 될 때 까지 가한 이유는? 하중은 변위가 접시 스프링의 높이 H의 2배가 될 때 까지 가하였다. 이는 대부분의 접시 스프링이 처짐 d(델타)를 H(높이)이내에서 사용하지만 일부 경우 자동차 클러치(2) 및 공작기계 스핀들(3)에서는 처짐 d(델타)를 2H까지 사용하기 때문이다. 접시 스프링의 두께가 증가함에 따라 하중이 증가하였으며 유한요소해석으로 비교한 결과 기존의 방정식 보다 새로 제안한 방정식이 잘 일치하였다.
기존의 Almen-Laszlo 방정식은 어떤 가정을 갖고 있었는가? 기존의 Almen-Laszlo 방정식은 처짐이 일어나도 접시 스프링의 내경과 외경은 변하지 않는다는 가정 아래 방정식을 유도하였다. 그러나 Fig.
1867년 Belleville가 프랑스에서 국제 특허를 받은 접시 스프링은 어떤 형상으로 가공하는 스프링인가? 접시 스프링은 Fig. 1에서와 같이 중앙에 구멍이 있는 원판을 원추 형상으로 가공하고 상하방향에 하중이 작용하도록 하여 사용하는 스프링이다. 좁은 공간에서 비교적 큰 부하용량을 가지고 있어 자동차 클러치(1,2) 부분에 많이 사용되며 원추 높이와 판 두께의 비에 따라 특성이 다르기 때문에 이 비율에 따라 활용도가 넓은 비선형 스프링 특성을 얻을 수 있다.
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참고문헌 (7)

  1. Shen, W. and Fanf, W., 2007, Design of a Friction Clutch Using Dual Belleville Structures, Journal of Mechanical Design, Vol. 129, pp. 986-990. 

    상세보기 crossref

  2. Society of Automotive Engineers, 1982, Design and Manufacture of Coned Disc Springs(Belleville Springs) and Spring Washer, SAE HS-1582. 

  3. Almen, J. O. and Laszlo, A., 1936, The Uniform Section Disk Spring, Trans. ASME, Vol. 58, No. 4, pp. 305-314. 

  4. Curti, G. and Orlando, M., 1979, A New Calculation of Coned Annular Disk Springs, Wire, Vol. 28, No. 5, pp. 199-204. 

  5. Bang, S. W., Lee, H. J., Shim, H. J., Park, S. G., Lee, J. Y. and Oh, J. E., 2007, Non-linearity Characteristics Consideration of the Disc Spring Under Shock Using Numerical Analysis, Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 18, No. 2, pp. 153-159. 

  6. SCHNORR, 2003, Handbook for disc springs, Schnorr Corporation. 

  7. Midas IT., 2010, Midas NFX Analysis Manual, Midas Information Technology. 

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