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ナットを締め付けたときに発生するトルクは?
2023/10/16 14:36
- 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。
ナットを締め付けたときにボルト側に発生するトルク…
2008/02/11 16:00
ナットを締め付けたときにボルト側に発生するトルクは?
部品を締結するときには【ボルト】と【ナット】を使いますが、
ナットを締め付けた場合、ボルトにはどのくらいのトルクが発生するのでしょうか?
部品Aを引っ張るとき部品後端面に?スタッドボルト?を締め込み
→スタッドボルトの突き出たネジ部にナット(タップ加工した部品)を設置
→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?)
※ このとき?スタッドボルト?に発生するトルクはどのように考えればよいのでしょうか?
<現状>
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
であるため部品Aを引っ張ろうとナットを回すと部品Aに締め込んだ?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。
どうぞ宜しくお願いいたします。
回答 (7件中 1~5件目)
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
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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。
お礼
2008/02/24 11:14
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。