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ナットを締め付けたときに発生するトルクは?
- 部品を締結するときに使用するボルトとナット。ナットを締め付けたとき、ボルトに発生するトルクの大きさはどのくらいなのか?
- 部品Aを引っ張る際に使用するスタッドボルト。ナットを回すことでスタッドボルトを引っ張り、ボルトにかかるトルクの変化を知りたい。
- 現状は部品A⇔スタッドボルトが右ネジ、スタッドボルト⇔ナットが左ネジであるため、ナットを回すことでスタッドボルトが緩んでくる心配がある。
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ねじの計算は意外と大変だというのは、実際に計算してみるとよく分かります 自作EXCE計算書を使う:計算が相互に関連していて手計算はかなり大変です 今回、仮にM12x50-10.9のボルトとしW=7KNを掛けると相当引張応力が0.65σyp となるので、これをもとに計算させる(デバック中なので参考にして下さい) 座面における摩擦抵抗モーメントT1=μ・W・r=24094 N-mm ねじを締めつけるに要するモーメントT2=d2・tan(θ+φ)=11025 N-mm 全体を廻すに必要なモーメントT0=T1+T2=35119 N-mm 従ってT2/T0=11025/35119=31.4%(但しμ=0.2と仮定してます)oh実際に近い つまり左ねじを降伏比65%でねじ込んで置くと、上記の比率で緩み難いと予想 します。逆に緩めの締付にすると、当然ながら緩み易いということになりそう
NUTを締め付けたときBOLTにどのくらいの軸力が発生するのでしょうか。というのが正解では? 例;M10のNUTを500kg-cmで締め付けた場合、2500Kgぐらいの軸力が発生します。締め付け部のねじ部、NUT座面に摩擦抵抗を減少させる油等がない場合です。
私も初心者です。 ボルトの適正軸力は降伏点の65%といわれています。 鉄の場合の伸び率は温度が1度上昇すると1?当たり0.000012?伸びます。 これにヤング率鉄の場合21000をかけます。硬度が変わっても大きく変化しないので無視します。 これに断面積をかければ答えが出ます。(Kg) ナットを締め付ける場合、ネジピッチでボルトの伸びが計算できます。 M12のボルトを現在の温度より50℃暖めてナットを軽く締めて冷却した場合、約1tの軸力が出る計算になります。 前記の降伏点は、ボルトの種類によって違いますが、12.9でしたら1㎟当たり120Kgの90%ですから計算してください。 本質問に関係ないかもしれませんが、参考にしてください。
貴殿のテーマを次のように理解しました。 「?スタッドボルト?が緩んでくるのではないか?心配なのです。→ナットを回しスタッドボルトを引っ張る ・・・・(早い話?引きボルト?にかかるトルクはどのようになるのか?)」 計算も必要でしょうが、現物があるのなら現物で計ってみるのが、近道のような気がします。 一番心配している点の、どの程度のトルクで「?スタッドボルト?が緩んでくる」のか? 直接、スタッドボルトにトルクをかけて測ってみたらどうでしょう。 (トルクレンチとかはありませんか?) ナットを回すことで、ボルト側にどの程度回転力が伝わるかについては、機構上の配置、重量、ネジ-ナットの摩擦力などもあって、一概に言えないことと思います。
詳細内容(計算式)は、この森の No.23635 回答(1)を参照願います。
>部品A⇔スタッドボルト・・・は右ネジ スタッドボルト⇔ナット・・・は左ネジ この様な部品がほんとに存在するのかな、不思議です
質問の内容から、機械工学的回答をしても、理解が難しそうなので、 先ず、この森を『締付トルク』『軸力』用語で検索して、基礎知識を習得下さい。 さて、 * ボルトは、 穴を介して雌ねじに(トルクで)締付、両者を(軸力で)固定する。 * ナットは、 両穴にボルトを差込み、ナットを(トルクで)締付、両者を(軸力で)固定する。 <スタッドボルトは、此方と同じ仲間> です。 ボルト締付トルクが、ねじ変換効率(式)で、ボルトの軸力に変わり、両者が固定される。 そして、ボルトの頭部座面抵抗分だけ、ボルトの軸力が少なくなる、が、ボルトの締付。 ナットも同じで、ナット締付トルクが、ねじ変換効率(式)で、ボルトの軸力に変わり、 両者が固定される。 そして、ナットの座面抵抗分だけ、ボルトの軸力が少なくなる、が、ナットの締付 スタッドも同様です。 以上を注意して、この森の探索して、ゆっくり勉強して下さいな。
お礼
ありがとうございます 勉強します。
お礼
現物自体は手元にありませんので ボルト⇔ナットを組み合わせて、測ってみました。 その結果・・・。 ナットに加えたトルクに対してボルトに発生したトルクは 20~30%でした。 参考にします。ありがとうございます。