Jousen pääasiallinen tehtävä on tuottaa lopputuotteen toimintaan tarvittava voima. Mutta toimiakseen jousi tarvitsee ympärilleen riittävästi tilaa. Jousisuunnittelun haaste numero 1 onkin usein se, että tilaa varataan liian vähän, jolloin suunnitteluun joudutaan käyttämään normaalia enemmän aikaa ja resursseja. Hyvä uutinen on kuitenkin, että ongelma on vältettävissä, jos jousen suunnittelun aloittaa ennen kuin kaikki muu jousen ympärillä on määritelty.
Käyttötarpeen ja tarvittavan voiman huomioiminen varmistaa lopputuotteen toimivuuden ja ennaltaehkäisee lisäkustannuksia jo suunnitteluvaiheessa. Nämä kolme asiaa on hyvä ottaa huomioon suunnittelussa:
- Millaiseen paikkaan jousen tulee mahtua?
- Millainen voima jousen pitää tuottaa tietyssä mitassa?
- Miten jousta käytetään? Kohdistuuko jouseen dynaaminen vai staattinen kuormitus?
Varaa jouselle riittävästi tilaa
Haastavinta jousisuunnittelussa on, jos jousen tulee tuottaa paljon voimaa, mutta tilaa on käytössä vähän. Tällöin jousilanka joutuu helposti kovalle kuormitukselle. Ahdas tila on usein ongelmana, kun jousta käytetään valu- tai muoviosan sisällä. Jos ahtaan tilan ja suuren voimantarpeen yhdistää vielä dynaamiseen kuormitukseen, jousen valmistus vaatiikin jo erityiskonsteja.
Ahtaan tilan asettamat rajoitteet voidaan ratkaista esipainamisella tai käyttämällä korkeamman vetomurtolujuuden lankoja. Mutta, kuten arvata saattaa, nämä lisäävät kustannuksia – sekä tuotannon että raaka-aineiden osalta. Nyrkkisääntönä voisi todeta, että valu- tai muoviosien muuttaminen on mekaniikan kannalta järkevämpää kuin jousen valmistaminen liian ahtaaseen tilaan.
Varmista, että jousi toimii ympäristössään
Jos jousi on jollain tavalla tuettu, kuten sen tulisikin olla, tulee varmistaa, että jousi toimii saumattomasti ympäröivien komponenttien kanssa. Kun jousi on sijoitettu ahtaaseen paikkaan, joudutaan tekemään mitoituksen osalta tiukkoja toleransseja, jolloin valmistuskustannukset pääsääntöisesti nousevat.
Muistan tapauksen, jossa lukossa oli vääntöjousi, jota tuettiin jousirungon keskellä olevalla akselilla. Vaikka jousi tuotti tarvittavan voiman, lukko ei silti läpäissyt kestotestejä. Lopputuotteeseen tarkemmin tutustuttuamme huomasimme, että sisällä oleva akseli esti jousen jouston pidemmälle. Mekaniikka siis väkisin väänsi jousta, mikä aiheutti rikkoutumisen. Ongelma ratkaistiin ohentamalla akselia. Ei siis riitä, että jousi sopii paikallaan ollessaan tuotteeseen, vaan tulee myös varmistaa, ettei tule törmäytyksiä jousen ja ympäristön kanssa.
Huolelliset jousilaskelmat ehkäisevät ongelmia
Poikkeuksellisen usein jousen rikkoutumisen tai ominaisuuksien menetyksen syy ei ole selvää maallikolle ja saatetaan tehdä vääriä korjaavia tuotemuutoksia. Hankalimmat jousihaasteet ratkeavat kuitenkin yhteistyössä tarkalla tutustumisella asiakkaamme lopputuotteeseen ja jousilaskelmiin. Hyvässä mekaniikkasuunnitellussa otetaan huomioon esimerkiksi se, miten vääntöjousen jousirunko pitenee ja sisähalkaisija pienenee, kun jousta kuormitetaan. Tai se, miten puristusjousen ulkohalkaisija kasvaa, kun sitä painetaan. Meconetin jousilaskelmista nämäkin yksityiskohdat saadaan selville.
Meille suunnittelussa on tärkeintä, että jousi suunnitellaan kerralla toimivaksi. Niin, että se toteuttaa asiakkaamme tarpeen, kestää ja on tehokkaasti valmistettavissa. Kaikkea ei kuitenkaan tarvitse tietää etukäteen, sillä meidän tehtävämme on tukea asiakkaitamme suunnitteluprosessin eri vaiheissa.
Kaipaatko vinkkejä jousisuunnitteluun? Lataa Meconetin jousisuunnitteluopas!
