プッシュナットのスラスト許容荷重について

Question

こんにちは、設計初心者ですが質問させてください。

シャフト軸の抜け止めにプッシュナットを使っていますが、２、３日使用しただけでプッシュナット固定位置がズレてしまいました。

設計時には、メーカが保障しているスラスト許容荷重が３００kgf程度で、固定部のスラスト方向にかかる荷重は２０Ｋｇｆ程度でしたので問題ないと考えていましたが上記のようなズレが生じてしました。

実際に試験機で測定したプッシュナット抜け荷重も350～380kgｆ程出ており
想定していた荷重は出ているようです。

考えられる原因としてはプッシュナット固定部は摺動するシャフト軸に固定されていますので、ある程度の振動・衝撃はあり、この振動・衝撃でズレが生じてしまったのかとも考えています。

プッシュナットのスラスト許容荷重を考えた場合、上記のように静荷重で考えてはいけないのでしょうか？プッシュナットは振動・衝撃に弱いといったことがあるのでしょうか？

振動・衝撃を考えた場合、どうやってプッシュナット固定を保障すれば良いのか悩んでいます。

プッシュナットの固定で衝撃や振動を考慮した設計指針や指標などありましたら教えてください。宜しくお願いいたします。

Accepted Answer

こんにちわ

>メーカが保障しているスラスト許容荷重が３００kgf程度で、

と有りますので軸径はφ１０でしょうか？

軸の材質が未提示ですがどんな材料をお使いですか

メーカーの注意事項にクロームめっきは向いていない旨記載されています

メーカー仕様：注1.スラスト荷重の相手軸は冷間引抜き軟鋼材です。
　　　　　　　　（ナット材質はバネ用鋼）
　　　　　　　　2.クロームめっきした軸には使用できないことが　ありま　　　　　　　　　すのでご注意下さい。

また、クロームめっきが施されていなくて軸に焼き入れ加工がしてある
場合も止め輪の効果は期待できません

止め輪の機能のメカニズムは止め輪の角部が軸に食い込み（軸表面）
変形させてその力でスラスト荷重を支えますから、止め輪の硬度より
軸が硬ければ滑ってしまいます

軸の強度としては、喰い込んでキズがついた状態の切り欠き効果を
加味した計算がなされていれば良い訳です

止め輪がずれた状態の軸の表面はどうなっているのでしょうか？
１：キズはかなり浅くスリップしている状態
２：キズが深く食い込み軸方向にずれただけの傷の長さがある

１：の場合は軸の表面部が硬すぎる
２：の場合は軸の表面部が軟らかすぎる

ですから１：～２：の範囲の硬さが求められる軸の材料硬さです
段付き加工はプッシュナットが適量軸に食い込んだ状態と同等です

メーカー仕様：バネ用鋼　硬さHRC40～50

ここから想定すると３０ＨＲＣから４０ＨＲＣ未満の硬さが適していると
推定します、この状態で軸の設計荷重に耐える事が前提ですが

Answer

No.15292に素晴らしいアイデアがありますが。

これで解決すればいいですね。

Answer

何本も有るような細い軸の固定には便利で何度か使用したことがありますが、
改めてその構造を見ると、クサビの効果で軸を固定しているので一方向の力
には確かに静的なスラスト荷重はでるのでしょう。振動・衝撃などでズレる
可能性は、板バネだから無いとは言えない。最善は別の固定方法を取ること
だろうが、嵌り込み部分にローレット目を掛けてテストして見ては如何か？
現状で、簡単に施工出来て上手く行けば良いが、安心しては眠れないかも。

プッシュナットのスラスト許容荷重と固定について