ボルトの強度計算／遠心力がかかる棒を固定するボルト
- ボルトの強度を計算する方法と遠心力がかかる棒を固定する方法について詳しく教えてください。
- 遠心力に耐えられるM6ボルトの強度について知りたいです。
- M6ボルトを2本用いて、15000Nの遠心力に耐えられるかどうか教えてください。
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ボルトの強度計算／遠心力がかかる棒を固定するボルト
添付図のように円板の上に、対角線上に箱（ケース）が固定されている。固定方法は箱の両側に垂直に立っている板に固定。（箱の両側面に軸が溶接されていて、その軸を板に差し込み固定。）遠心力がかかるため、箱を受け止める丸棒を取付け。取付は両側の板にビス止め。 Φ12のSUS丸棒の両面にM6タップをたて、板はバカ穴、CAPボルトで締結。丸棒（正確には丸棒と両側の板にかかる？）に遠心力が約15000Nかかる。丸棒が破断することは無いが、M6ボルトが折れないか不安。M6 CAPボルト（SUS製）の強度を知りたい。棒の太さは変えられない。棒を２本に増やすことは検討中。 M6ボルトの１本あたりの許容応力？耐力？保証荷重？（似たような項目がありわからない）×２本+丸棒で、15000Nの遠心力に十分耐えられるのか。 どなたかご教示いただけますでしょうか。宜しくお願い致します。
- makimuraz
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- CygnusX1
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丸12の丸棒の両端にM12の雄ねじを切って、ナットで固定すれば良いのでは、、、 M6の4倍以上の強度になります。
- CygnusX1
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板の向きを90度回転させて、遠心力が板に直接加わるようにすれば、ボルトの強度は関係なくなります。 板の固定をどうするか、という問題は残りますが、それは今の形状でも同じこと。 板が遠心力に平行なのはどのような意図なのでしょうか？
お礼
CygnusX1様 理由は2点あります。 ①箱（ケース）の両側に溶接されている軸を、箱の両側の板に取り付けてケースを回転させているからです。静止状態から、９０°上方に回転します。（円板が回転せず停止している時、ケースが90°回転） ケースを回転させる軸を取付るためにある、ということです。 付け加えると、遠心力がかかる方向に板があれば、ケースを回転する時干渉する。 ②板の上面で別のリング状の板を支えている（固定）からです。（これは、いかようにも設計変更できそうですが） ・・・両側の板は残して、遠心力がかかる方向に背の低い板（つまり、現状、丸棒がある高さくらいの板）を固定し、ケースの遠心力を受け止めれば良いのかもしれません。２回もアドバイス（投稿）ありがとうございました。 検討します。
- Don-Ryu
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M6ボルトがせん断で損傷するような荷重をせん断応力から逆算すれば？ 桁が2つ以上違う世界で壊れないと思います。
お礼
Don－Ryu様 せん断で損傷する荷重とは、以下式のことでしょうか。 M6 A2-70 の引張荷重14070N の60％がせん断強度。 14070×60%=8442N 今回2本使うとして8442N×2=16884N 今回の遠心力15000Nならば、桁数は同じなので、 不可ということですか？ それともせん断荷重を計算するということでしょうか。 せん断荷重は引張荷重の60％なので、上記の8442N。 15000Nと8442Nで、桁数が１つ違うから不可という 考えでしょうか。 色々調べましたが、理解できずにおります。 よろしければ再びご教示願います。
- ohkawa3
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ボルトが折れるか心配する前に、遠心力を受ける構造が合理的か検討することをお勧めします。 1) 箱に加わる遠心力は、溶接された軸から板に伝わるように設計することができる筈・・・そうすればM6ボルトに加わる力の心配はない 2-1) 前項の構造が採用できずに、φ12丸棒が箱に加わる遠心力を負担するとした場合であっても、板に丸棒が勘合するような座ぐりを設けて、遠心力をボルトに負担させない設計ができる筈。 2-2) 座ぐり等を設けずに、ばか穴にボルトを使って丸棒を締結するとしても、ボルトを十分な軸力で締結することで、丸棒と板の接合面の摩擦力で遠心力を伝達する設計ができる筈。 3) 板を円板に固定する方法が提示されていないが、M6ボルトよりも板を円板に固定する構造の方が心配。
お礼
ohkawa3様 1）現状の構造ですでに遠心力は箱両側の板にもかかっていると思います。遠心力15000Nは、箱にかかる遠心力を計算しただけなので、15000Ｎは、丸棒と板に分散して作用してると思います。（その計算式はわかりませんが。） ２-1）ザグリを板に設ける案、簡単でコストも低くて良いでですね！ 2-2）摩擦力の計算がわからず。今は断念します。 3）箱の両側の板の上にはリング状の板があり。土台の円板の上に、箱と箱の両側の板があり、その上にリング状の板があり。箱の両側の板が連結柱となっています。 幾通りもアドバイスをいただき、ありがとうございました。2-1)案を検討したいと思います。
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お礼
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