ゴムガスケットがある箇所の締め付けトルク試験

質問

現在、インサートブロックの締め付けトルク試験を行っており、破壊締め付けトルク値を計測しております。
試験はインサートブロックにエンザート(めねじ補強材)を挿入して、ゴムガスケット(ゴムガスケットが無いのでネオプレーンゴムを使用)とSS400の板(t=2.3)を間に入れてトルクレンチにて締め付けて、破壊トルク値を計測しております。

・ゴムガスケットの厚さを2.5mmで計測すると、17.5N・m。
・ゴムガスケットの厚さを3.0mmで計測すると、20.0N・m。

と差がでるのです。試験数は5回ずつです。
ゴムガスケットの厚さで何が変わるのでしょうか？
分からないので教えて頂きたいです。

破壊現象はインサートブロックに挿入したエンザートが引抜けます。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

ねじ締付けにおけるメカニズムを理解してください。ゴム弾性による反発力
とねじを締め付けたときのねじに発生する軸力がつり合います。ねじの締付
トルクと軸力は比例しています。以下のサイトを参照下さい。

インサートブロックはギターのそれの様なものを連想すればよいのですか？
構造がよくわかりませんが,ねじの締付けはゴムガスケットに均等に力が働く
ようになっていますか？通常はガスケットをつぶせばつぶすほど(ガスケット
厚が小さいほど)反発力は高まりますので,締付トルクも増えるはずです。
ただし,ねじ面の摩擦が等価でであると仮定した場合です。
ねじとトルクの関係式を見てください。締付トルクはねじ面と座面の摩擦に
影響します。わずかでも傾きを生じていたりするとこの摩擦が増える可能性
があります。たとえばねじ面と座面の摩擦係数を同じに取り,この摩擦係数が
１５％変化したとします。200×0.15＝3Nm　程度はばらつきの範囲と考えら
れます。軸力が均等にガスケットに作用していない可能性があります。ねじ
面を油潤滑してみたりして,摩擦の変動要素を小さくしてみてはどうですか。

参考URL：

http://www.110.ne.jp/nejitech/

お礼

回答ありがとうございます。

ゴムの反発力とねじの軸力が関係することは分かりました。
ですが、ゴムの厚さが0.5mmだけ変わっただけでトルク値は2.5N・mも変わるものなのでしょうか？ゴムは薄いほうが反発力が高いということでしょうか？

確かめるためにもゴムの反発力の計算方法を教えて頂きたいです。

ありがとうございます。

□30×H40のギターのそれの様なものを連想していただければよろしいです。
ガスケットの厚さが小さいほうが締付けトルクが大きく出るのですね。

インサートブロックにエンザートを挿入する際に少し傾いて挿入している可能性はあります。それにより、ねじ面と座面に傾きが生じているかもしれません。
また、ねじをゆっくり締め込むのと早くするのでは摩擦に違いがでますよね？

試験の規定を決めて、再度試験してみます。

回答No.3

noname#230359

使用方法が拙いと思います。
ゴムを使用する場合は、ボルトとナットでネジ締めをし、ゴムの面圧を稼ぐため、両側を鋼板で
挟む形式を取ります。
そして、できればゴムに直接ボルトの力が掛からないように、ゴムの厚さから
-0.3～-0.5mm程
短いカラーを入れ締め付け、厚みの差でゴムの弾性力を維持させます。
更に、ゴムの劣化も考慮してカラーもシムタイプを２～３個入れ、それを抜く事により再調整
ができる構造としたりします。
構造の見直しをすべきです。
多分、インサートブロックに挿入したエンザートが引抜けるのは、ゴムのねじ山が変形等を
起こし、ねじがスポット抜けていると考えます。
良く見れば、ねじ山が傷ついているかも？

お礼

回答ありがとうございます。

見てみるとゴムのねじ山は傷ついています。
破壊するメカニズムはそうかもしれませんね。
補足なんですが、その部位の破壊トルク値をみて必要締付けトルクに対して安全率がどれくらいあるのかを知りたかったのです。
実際に締付けるトルク値は5N・m程度ですので、大丈夫だと想定しております。

回答No.2

noname#230359

何故、ゴムガスケットを入れなければならないのか分かりませんが・・・
逆にそれがあるために、エンザートに鉛直な荷重が正確に伝わらない可能性
があるのではないですか？理屈ではゴムの有無でトルクは変わらないと思う
通常のボルトの締結トルクではなく、破断させるトルクだから無関係では

お礼

回答ありがとうございます。

エンザートに鉛直な荷重が掛かっていない可能性はありますね。
その原因を洗い出してみます。