PEEK材ブシュのへたりについて

このQ&Aのポイント
  • PEEK材のブシュとSUSボルトを使用して部品の組み付けを行っていますが、締め付け後1日程度で軸力の低下が発生しています。
  • ボルトは標準回転トルクで締め付けることで、PEEK材に対しては5%圧縮強度の範囲内で使用していますが、初期的な永久歪み(へたり)が発生しているようです。
  • 軸力低下を回避するためには、耐力(0.2%圧縮歪み)以下の圧縮応力で使用する必要があるかもしれません。
回答を見る
  • ベストアンサー

PEEK材ブシュのへたりについて

PEEK材のブシュとSUSボルトを用いて部品の組み付けを行っていますが 締め付け後、1日程度で軸力の低下が発生しています。 ボルトは、標準回転トルクで締め付けることで、PEEK材に対しては、5%圧縮強度の範囲内で使用していますが、初期的な永久歪み(へたり)が発生しているのでしょうか。その場合どこまで歪が進行していくのでしょうか。 それとも軸力低下を回避するためには、耐力(0.2%圧縮歪み)以下の圧縮応力で使用すべきなのでしょうか。情報をお持ちの方 ぜひご回答をお願いいたします。

noname#230358
noname#230358

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#230359
noname#230359
回答No.1

  5%圧縮強度   耐力(0.2%圧縮歪み) のような詳しいデータをお持ちなら、クリープ特性のグラフもあるのでは? ネットでは概略的なものしかUPされてません。   http://jp.mitsuichem.com/info/aurum/aurum_pdf/C_03.pdf   150℃引張りクリープ特性 ポリイミドとの比較 試験条件が合わないから推測する程度。また圧縮クリープのデータはお目にかからない(測定面倒)。 >初期的な永久歪みが発生しているのでしょうか。その場合どこまで歪が進行していくか 定性的、数式的には   http://www.toray.jp/plastics/products/toraycon/technical/tec_002.html   図6 引張クリープ曲線 のような指数関数でどこまでも進行するが、実用上は収束すると考えます。 >0.2%圧縮歪み 引張りなら怖いが、圧縮ゆえその程度なら破壊に至らないのが少し気楽 <5%圧縮強度>で使うのは無理でしょう。 クリープが起きるのを承知で使い方を考えるべきです。  ・締付力を減らす  ・締付力をボルト周辺だけで受けるのでなくPEEK部材全体で受ける  ・バネ座金を介しクリープが出ても締付力が減らない >用語検索から、当該若しくは類似データを入手して (メーカに要求し)材質はそのもののデータを入手すべき。しかし温度荷重条件が合致したデータは期待薄。 >ステンレス製のブッシュにする で済めば、高っか-いPEEKは使わないでしょうねぇ、、、、 >PEEK製のブッシュの外径を大きくし、PEEKへの圧縮応力を減らす M4ネジにφ5のブッシュを使うなどの非常識設計なら別だが、普通はネジ頭径より大きい物を使うはずで、それでは効果薄い。 回答(5) コトバに整合性が無い >って、金属での熱クリープの熱≒温度 かな? 『金属』が初出したが、自分の見解なのか。樹脂クリープを論じるには違いすぎる >(2)ステンレス製のブッシュにする 金属物を書いていたが、誤りを認めるのか。 >そのデータもあります。ですから、投稿者さんは確認してみてください。 (2)の八十島塾には無いが、、質問者に頼らず怠けず呑まずに自ら探してきてから言うコトバ 大して探す努力もせずに >取引がない処には、出てこないデータなので、現在の入手先経由でのデータ入手が望ましいです。 私が冒頭に言った主旨。 同メーカであってもグレードが違えば役立てにくいのは樹脂特性の常識。 >投稿者に云っている事ではありません。 サイト汚すだけ。自分で云ったことをしっかり守るべし

noname#230358
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 クリープについてメーカのテクニカルデータを取り寄せて計算しています。

その他の回答 (4)

noname#230359
noname#230359
回答No.5

回答(2)です。 回答(1)のiwanaiは、何度云ってもあんな記述をする。 それも、小生だけではなく他の方にも。 小生から先に、変な記述はしたことがないので、これを最後としてもらいたいものです。 (これを最後としてもらいたいものですも、何度も何度も記述しているのだが、……) さて、 >> 用語検索から、当該若しくは類似データを入手して > (メーカに要求し)材質はそのもののデータを入手すべき。 > しかし温度荷重条件が合致したデータは期待薄。 って、金属での熱クリープの熱≒温度 かな? 樹脂は、常温でもクリープ特性は発生しますし、そのデータもあります。 ですから、投稿者さんは確認してみてください。 因みに、回答(1)で示しましたURLの「八十島」さんのPEEKを取り扱っています 商社です。 以前は、購入も含めましてよくお世話になっていました。 確認してみては、如何でしょう。 取引がない処には、出てこないデータなので、現在の入手先経由でのデータ入手が 望ましいです。 投稿者に云っている事ではありません。 樹脂を設計したり、組付けをしたりする場合には、樹脂クリープを考慮した応力での ねじの締付等を考慮したり、指示や指導を通常していますよ。 でないと、性能が維持できませんから。 それを……なら、経験が無いことは明白です。

noname#230359
noname#230359
回答No.4

他の方々の言われるようにクリープの可能性が高いと思いますが、ボルト座面 の精度も影響します。平面度や軸に対する直角度は部分的な応力偏差の要因に なります。

noname#230359
noname#230359
回答No.3

PEEK材のブシュとSUSボルト・・・PEEK材をメインに考えれば極力軸力を減らす ことが応力を軽減できて良い。しかし、ボルト側から考えると適正締付軸力を 与えなければ緩んで脱落してしまう恐れが生じる。この相反する問題をクリア するには、ハードロックなどの緩み止めナットを考えた方が早く確実かと思う

noname#230359
noname#230359
回答No.2

小生も“樹脂クリープ”現象と思います。 URLにて、簡単な内容を確認下さい。 詳細には、“樹脂クリープ”の用語検索から、当該若しくは類似データを入手して、 貴殿なりに確認下さい。 “1日程度で軸力の低下が発生”がポイントとなると思います。 対応は、 ◆ ステンレス製のブッシュにする(防錆を考慮してと想像したので) ◆ PEEK製のブッシュの外径を大きくし、PEEKへの圧縮応力を減らす ですかね。 データ入手してない方は、想像でしか……できない。 また、PEEKへの圧縮応力を減らすができなければ、SUS製ブッシュに変更ですよ。 (大笑いなコメントが出ていますね。性格が悪そうな。何処の馬の…か…だな)

参考URL:
http://www.yasojima.co.jp/special/plastic/bussei02/014.html

関連するQ&A

  • ボルト軸力と塗装膜厚の関係

    どなたか知見のあるかた、教えて下さい。 塗装膜厚によるボルト軸力の計算式です。 例えば、ボルトの締め付けトルクで軸力 が発生しますが、その軸力と塗装膜厚の関係計算式を知りたいのです。 宜しく御願いします。 探してもヒットしません。 軸力の求め方は知っています。その軸力がかかれば膜厚はどれくらい小さくなるかです。

  • 機械要素設計で、ネジのトルク計算問題について

    普通科高校卒の大学1年生ですが、 写真の(2)の問題について質問です。 (僕のおおよその理解度の 目安だと思ってください。) インターネットを調べていたら、 Ff=0.7×σy×As TfA=0.35k (1+1/Q )σy・As・d TfA :締め付けトルク F f : 締め付け軸力 k :トルク係数 d :ボルトの呼び径[cm] Q :締付係数 σy :耐力(kgf/mm²) As :ボルトの有効断面積[mm²] という式が出てきたのですが、 この耐力 σy というのは、 今回の問題では谷の断面での 許容引っ張り応力の事を 指しているのでしょうか? それとも、締付力= σ×π (d₁)²/4 ※ 許容引っ張り応力 : σ 谷の直径 d₁ を利用して事前に出した締付力に (スパナの有効長+ねじの呼び)/ d₁ を掛けて出す問題なのでしょうか? (というか、そもそもこの計算式で 合っているんでしょうか。) どなたか、ご教授ください。 なお写真の文字が見づらい等の ご指摘がありましたら、 補足の方で対応させて頂きます。

  • 振動環境下における部材の締め付けについて

    ある部材をボルトナットで共締めする際にボルト締め付けトルク、軸力、ボルトサイズの選定の仕方について質問させて下さい。 条件ですが、 ・部材は1kgとします。 ・x,y,z方向にそれぞれ±10Gの振動が加わります。 ・使用ボルトの強度区分は10.9とします。 どのような流れで考えたらいいのかわかりませんが、私が考えているのは、 1.まず、部材にかかる荷重を計算する。 3軸に荷重がかかるので、ミーゼス応力の式を用いて、合成応力(応力振幅)を求める。 2.応力振幅に対して、安全率を含めて、必要な軸力を定める。 ここからどのように進めたら良いかわかりません。 また、初期緩みも考慮した方がよいのでしょうか? 軸力による摩擦力で部材の固定をしているので、軸方向の振動の影響は考慮しなくても良いのでしょうか? ご回答よろしくお願いします。

  • ボルトの軸力

    よろしくお願いします。 ボルトの軸力を求める方法は、ないでしょうか? 締め付けトルクから数式によって求める方法もありますが, 摩擦係数が分からないと,軸力が導け出せないようで,困っています。

  • ボルトの強度について

    引張り荷重を受けるボルト強度について質問です。 適正締付トルクで締付けたボルトで引張荷重(外力)を持たせる場合、 どこまでの荷重を負荷できるでしょうか? 考え方を教えて下さい。 以下のように考えていますが、あっていますでしょうか?  ボルトで負荷出来る引張荷重=降伏荷重-初期締付力(適正締付トルクでの軸力)  (例)  M10のボルト(強度区分12.9 降伏荷重6496N)を締付軸力4547Nで締付けます。  ⇒ ボルトで負荷出来る引張荷重=降伏荷重6496N-締付軸力4547N                      =1949N  安全率を5とすると、許容荷重は1949N÷5=389N ご存知の方がいましたら、よろしくお願いします。

  • SUS製ボルトの締付けについて

    SUS304のボルトをSUS304のめねじにトルクレンチで締付けを行い軸力を計測器で計測しております。 同様の実験をSCM435のボルトとSS400のめねじで行っておりますが(表面処理は共に電気亜鉛めっき) 前者の方が軸力が低く(トルク係数が高く)ばらつきが大きいです。 SUS製のねじでは軸力が低くなってしまう原因とばらつきが大きくなってしまう原因をご教示いただきたくよろしくお願い致します。 また、SUS製のねじ部で軸力が低くならずに、ばらつきも大きくならないような組合せや表面処理はあるでしょうか?

  • M5ボルトの軸力と許容引張り荷重

    現在、M5ボルトの強度計算をしているのですが、矛盾点が生じてしまいました。 M5ボルト(SCM435)の軸力ですが、締付けトルクと軸力の関係式より計算すると、係数の値にも左右されますが、だいたい5000~6000Nとなります。他のボルトメーカーの技術資料を見ても、標準トルクで締めた時に発生する軸力は、それぐらいの値となっています。 一方、M5ボルト(SCM435)の許容引張り荷重ですが、機械分野では、許容引張り応力度σは、材料の引張り強さKt(SMC435だと95kg/mm2)÷4と決められているので、計算するとσ=23.75kg/mm2となります。 この許容引張り応力度からM5ボルトの許容引張り荷重を計算すると3119Nとなります。 軸力と許容引張り荷重を比べると、軸力の方が大きい値となってしまいます。 軸力とは、あるトルクでボルトを締付けた時に発生する引張り方向の力だと思うのですが(この考えが×?)、この計算結果からすると、M5ボルトを標準締付けトルクで締めた段階で既にボルトの許容引張り荷重を上回る力が引張り方向にかかってしまっているということになってしまします。(締めただけで破損?) この考え方は誤っていますでしょうか?何方か詳しい方いましたら教えて頂きたく宜しくお願いします。

  • ボルト締結に関する質問

    ボルトに関する初歩的な質問です。 M24のボルトを適正締付けトルクにて固定し、F(fy)=23700kgfの初期締付け軸力(耐力の約70%)が与えられた時 ?単純引張りで検討した場合、23700kgfの外荷重まではボルトの破断や接合面の分離が発生せず安定した締結が保てる、という解釈は正しいでしょうか? ?外荷重12500kgfをかけている時、単純に安全率S=23700/12500≒1.9で使用している、という解釈は正しいでしょうか? ?外荷重12500kgfの繰返し荷重がかかっていて、ボルトの頭部付近でボルト破断が発生した場合、初期締付けトルクが足りなくて十分な初期締付け軸力が得られていなかったことが考えられる、という私の意見は正しい意見の一つでしょうか? 当方、初心者なのでよろしくお願い致します。

  • 六角穴付ボルトの標準締め付けトルク

    六角穴付きボルト(SUS)の標準締め付けトルクを教えてください。 また、下記の項目がよくわからず疑問に思っていますのであわせて教えて下さい。 疑問1.ボルトの形状で締め付けトルクは変わるのでしょうか?     例:六角ボルトと六角穴付きボルト 疑問2.SUS304は強度区分はいくつになるのでしょうか?      御存知の方がいらっしゃいましたら教えて下さい

  • 軸力の考え方について

    添付画像のように、PP材のボス形状にAL折り曲げの部品を M4のタッピングスクリュにて締め付け固定した際の AL折り曲げ品の表面(座面側)に発生する荷重を求めたいと思っています。 考えていたのは締め付けトルクから 軸力(軸力=締め付けトルク/トルク係数・4.0(呼び径))を求めて ÷2すれば表面に発生する荷重は求められるのでは?と考えていましたが そもそも軸力はスクリュ部に発生するものなので形状の表面に 発生する力ではないのでは?とも思いました。 そこでお聞きしたいのが、軸力はあくまでのスクリュ部のみに発生する力なのか それとも二枚を抑えつける力なので表面と裏面に発生する力として 考えればいいのかどちらになるのでしょうか? またそもそも表面に発生する荷重として軸力にて算出するのは 合っているのでしょうか? 初歩的な質問かもしれませんが宜しくお願いいたします。