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ナット内のネジの破損について
- ナットの内部で破損したネジの原因を教えてください。
- ネジが破損した位置はナットの中央です。
- ナットの両端ではなく内部でネジが破損した原因を教えてください。
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再出です。 質問者の以前の質問に、“振動対策について教えて下さい”があり、 > 弊社は産業機器の設計製作をしている会社です。 振動コンベア、振動フィーダなどの振動を利用した装置も製作しているのですが、室内外に > 対して振動が問題になることがあります。 との記載にて、補足要求とと推測記載を一度にしてしまい申し訳ない。 さて、貴殿の補足要求の内容記載にて、 ? ねじの締付け過ぎに因る破損が一番に考えられる ねじ締付けをトルク管理している場合は、?以降でねじ強度が相対的に低下して…となる ? ねじ（S45C、強度区分8.8）が熱に因る強度低下していたか、低い強度区分の物であった ? ねじに欠陥（微小内部亀裂や外部キズ）があり、応力集中が発生し破損した が考えられます。 別の客先装置では発生していないから、この装置特有の問題ですよね。 その辺りは、都道府県の工業試験場にて、破損部を調査したり硬度を測定したりすれば、 明確化は可能です。 後は、別の客先装置が、今回のスペックと異なり、負荷条件や回転数、加速条件、等々が 変化なら以下の内容も確認が必要です。 （M24に対しての取付穴マージンが多くφ26とガタなら、ナットが緩み気味になると、衝撃力 的なねじせん断荷重や、ナット面取りと雄ねじ＆雌ねじの勘合ガタ分での曲げ荷重が特に薄板 固定ではかかる） 基本的には、ねじにせん断荷重を掛けないが減速で、取付に工夫をしますから、 その視点から別の客先装置との比較が必要です。 と、順を追って確認が必要と考えます。 参考ですが、60°のねじを、ねじ山方向に力を加えれば、軸方向に加えた力の2倍が作用する 事になります。(雄ねじ＆雌ねじの微小ガタ範囲ですが、) この原因もあるなしを判断するには、回転方向に対してねじ破損部が接線方向であるか否か なのですが、丸物なので×ですよね。
お礼
再度のご回答ありがとうございます。 他では発生していない問題のため、この装置固有の問題の可能性はあります。 ネジがナット内(ほぼ中央)で破断した点ついては、回答者様の意見も参考にして考えてみます。
ボルトに掛かる張力の位置は | |板 ___| |___ | | | | | | 〓〓〓〓〓〓〓〓〓 M20ネジ | | | | | | ￣￣ ￣￣ダブルナット ↑ネジが破損した位置（ナットの中央） ボルト締め付け方向 → ← → ← ボルトテンションのかかる位置（ナットナット境界、ナットと板の境界） ? ←→ ? ←→ ? ←→ ? ←→ で????のうち、台を駆動すると、?か?の位置のテンションは増加する。 というわけで?か?の位置で折れる可能性が高いですよね。 今回位置がずれているのは、ボルトという複雑な形状部品にテンションが掛かった状態での破断なので 疲労破断的な要素が入っているのではないでしょうか。 破断面の顕微鏡観察などが必要となるのではないかと思います。
お礼
ご回答ありがとうございます。 ダブルナットは１個目を締め、次に2個目を締め、そして2個目が回転しないようにしながら１個目のナットを逆回転させ1個目と2個目のネジに引張り力が掛かるようにしています。 破断面を顕微鏡で調べてみます。
ナット締め付け時のねじ山単位での荷重分布は、中央の板側に集中します。 ねじ山にしっかり荷重のかかっているところは曲げの影響は受けにくいのですがナット座面から着慣れていくと山荷重が少なくなり曲げの影響を受けているのでは無いでしょうか。
お礼
ご回答ありがとうございます。参考にさせて頂きます。 ・振動数は800Hzではなく800rpm(13.3Hz)の間違いでした。訂正いたします。
回答(５)のＧＡＹ爺が、回答(４)さんの内容を全く読まず オレがオレがの自己主張ばっかりしてるのは相変わらず滑稽ですが・・・ 回答(４)さんの内容で正しいと思います。 ボルトにダブルナットで板を挟んでいるのは位置調整を行なう機構とかではないのかと想像。 ＞ボルトの左端を振動させて垂直の板を通じて質量２００ｋｇを揺らしてるのか？ なのではないかなあと想像。 でも、800Hz と 200kg の、どちらか間違ってませんか？ そのままなら、どこが折れても不思議じゃないと思います おそらく800rmsとかではありませんか？ 補足お待ちします。 rms → rpm
お礼
ご回答ありがとうございます。 ・振動数は800Hzではなく800rpm(13.3Hz)の間違いでした。申し訳ありません。 ・〓〓〓〓〓 はM24(M20は誤記でした)ネジを表しています。左右１組ずつの ダブルナットで真中の板を挟んでいます。 ・その他は「tigers」さんの記載された内容になります。
破損の状況を詳細に記載願います。 また、雄ねじと雌ねじの強度区分とか、硬度とかの情報を、使用前と後(破損後)で、 測定したのでしたら、その変化も記載願います。 さて、熱でもこもっていたのでしょうかね。 ↑ネジが破損した位置（ナットの中央）って、ナットで挟んでいる薄板“〓〓〓”ではなく、 ＿＿＿＿＿ | | | | | | の中央ですよね。、振動側のナットか振動側と反対のナットか、両方なのか？ 雄ねじを複数本使用しているなら、全てなのか？、１個だけなのか？、半数なのか？ ￣￣ ￣￣
お礼
ご回答ありがとうございます。 ・〓〓〓〓〓 はM24(M20は誤記でした)ネジを表しています。左右１組ずつの ダブルナットで真中の板を挟んでいます。 ネジが破損した位置は、左側ダブルナットの板側のナットの中央部です。 ・ネジ、ナットともS45Cで強度区分8.8の物を使用しています。 ・熱については別の装置では発生していませんでした。問題が発生した客先の 装置ではまだ確認していません。 ・M24のネジは図示したネジの向う側にもう1本あり計2本で、折れたのは1本だ けです。
＞記号〓〓〓の部品を挟んで締結しているのでしょうか？ この図をよく見れば ＞ 振動 ←→ 〓〓〓〓〓〓〓〓〓 M20ネジ と、記載してあります つまり、記号〓〓〓 自体がボルト（寸切りボルトで両端がナット） と、解釈可能 水平方向にボルト 垂直方向に板 そしてボルト軸方向に振動周波数８００Ｈｚ ただ、最上部に記載してある質量２００ｋｇが不明ですが？ 質量２００ｋｇが振動しているのか？ それとも ボルトの左端を振動させて垂直の板を通じて質量２００ｋｇを揺らしてるのか？ どーでもいいことだけど 本文はＭ２４ 図に書いてるのはＭ２０ ＞ネジには引張り、圧縮と少しの曲げの力を受けます。 まさか２００ｋｇの曲げ加重がＭ２４に掛かってるんじゃあ無いよね？ ２００ｋｇ質量はローラとかリニアレールとかで受けてるんですよね？ ←→ 振動１３．３Ｈｚ 質量200Kｇ __________________ ◎◎ | |板 ◎◎ ＜ローラとかリニアレールとか？ ___| |___ ｜ | | | | | | ｜〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓 Ｍ２４ネジ ｜ | | | | | | ￣￣ ￣￣ ↑ ここの締結は躯体にＭ２４タップ？ ＞200Kgの質量の物が800rpm(13.3Hz)で振動しています。両振幅で7mmです。 ７ｍｍの引張り圧縮加重が直接Ｍ２４に掛かるんでしょうか？ ↓にそのまま代入してみると http://info.shiga-irc.go.jp/public/data/1381/483.html ２．４９Ｇ これを Ｆ＝ｍａに当てはめると４８８０Ｎ 振動加速度をそのまんまＦ＝ｍａに代入しても良いかどうかは知りません 検索しても見つかりません 出てくるのはせいぜいデジベル計算しかないし 他の専門家の方々にお任せします
お礼
ご回答ありがとうございます。 ・図面の添付ができなく（私の能力の問題で）理解しにくい図になっていしま い申し訳ありません。 〓〓〓〓〓 はM24(M20は誤記でした。)ネジを表しています。左右１組ずつの ダブルナットで真中の板を挟んでいます。 ・振動数も誤記でした。800Hzではなく800rpm(13.3Hz)の間違いでした。 ・装置としては上部の質量200Kgの部品を振動させるものです。 200Kgの質量の物が800rpm(13.3Hz)で振動しています。両振幅で7mmです。 再度のご回答ありがとございます。 M24の左側には振動源があり、そこに同じM24のネジで取付けています。 引張り圧縮荷重の影響について他の回答者様の意見もあり検討してみます。
1)“ダブルナット”と記載なさっていますが、2個のシングルナットで、 記号〓〓〓の部品を挟んで締結しているのでしょうか？ 2)ねじが折れたのは、記号〓〓〓部品の上側のナットの中／下側のナットの 中のいずれでしょうか？ 3)振動は、上板と記号〓〓〓部品との間に加わると思いますが、質量の 大きいのは、上板／記号〓〓〓部品のいずれでしょうか？ 4)上板と記号〓〓〓部品とは、M24のねじ1本だけで締結しているのでしょう か？ 複数のねじ又は他の締結手段を併用しているのでしょうか？ ナットとおねじ間の隙間が比較的大きい場合は、ナットの端面に近い個所 ではなく、ナットの内部の方がおねじにかかる曲げ応力が大きく、内部で 折れることがあるのかもしれません。 ＞ナットを外すまで気ずきませんでした。 質問者さんは、率直に実態を説明なさったと思いますが、現場で現物を見 れば、なぜ気づかなかったのか、なぜナットの中でおねじが折れたのかに 結び付く沢山の証拠があると思います。思い込みを排除して、今一度現物 を冷静に観察してみることをお勧めします。 追記有難うございました。 だいぶ誤解していたようで、失礼いたしました。 追記に基づいて、お問い合わせの系がどのような挙動をしたのか、もう少し 冷静に考えさせてください。 ご面倒掛けますが、再度の情報追加をお願いできないでしょうか。 1)上板から下方に伸びた板の厚さ・図面奥行き方向の長さ 2)上板からM24のねじまでの距離 3)M24のねじは、単にねじ単体ではなく、何らかの物体を支持しているように 想像しますが、そうであれば、どの程度の寸法・質量の品物を支持してい るのでしょうか？
お礼
ご回答ありがとうございます。 ・図面の添付ができなく（私の能力の問題）理解しにくい図になっていしまい 申し訳ありません。 〓〓〓〓〓 はM24(M20は誤記でした)ネジを表しています。左右１組ずつの ダブルナットで真中の板を挟んでいます。 ・ネジが折れたのは左側のダブルナットの板側のナットの中央部です。 ・質量が大きいのは上板の方です。 ・M24のネジは図示したネジの向う側にもう1本あり計2本になります。 ・スキマが大きいとナットの内部で応力が大きくなるというご指摘、参考にさ せて頂きます。 ・今回は別件で修理に行った時に、このネジ部を外して気づいた内容でした。 現物は手元にあり、調査している最中です。 検討ありがとうございます。 ・1)板厚は6mmで、リブで補強しています。奥行は800mmです。 ・2)距離は105mmになります。 ・3)M24のネジの左側にはシリンダーがあり、それで振動させています。 ご質問の件はこの様な回答でよろしいでしょうか。
いろいろと不明な点が多いです 破損というのは ねじが破断したのか ねじ山がつぶれたのか？ 振振動 ←→ 〓〓〓〓〓〓〓〓〓 M20ネジ この部分は板なのか？ ナットは緩んでいたか？ しまっていたか？ ねじの材質は？ 振動実験の共振でねじが緩む または 締まる 方向に回る現象は目視してます 緩み方向に回るのか 締まり方向に回るのかは不明でしたが 緩んだ場合致命的な事故になるので 対策でロックタイト塗布を追加しました覚えがあります https://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/ch04/ch04_04.html 抜粋 https://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/ch04/fig04_45.jpg 上図の矢印はナットのかかる力を表していますが(圧縮) おねじ側では引っ張りの力を受けます >>頻繁に調整 ということで 繰り返し応力がたまり 折れたんだと思います 機械科の授業で使う分解組み立て用ののエンジンブロックで 繰り返し締め付けでねじが簡単に折れたのは見たことあります
お礼
ご回答ありがとうございます。 ご指摘の件ですが、 ・ネジは破断しており境目を合わせればナットはスムーズに通ります。 ・〓〓〓〓〓〓〓 はM24(M20は間違いでした)のネジを表しています。 ・ダブルナットの間はしまっていたと思いましが、緩み始めていたかどうかは 判断出来ません。 ・材質はネジ、ナットともS45C 強度区分8.8です。 ・頻繁に調整する所で緩めの接着剤は使用できます。 再度の回答ありがとうございます。 色々な方向から検討してみます。
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