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管用テーパねじのエア漏れについて
2023/10/16 19:28
- 工作機械のエアを供給するアルミ部材(A2017-T3)にテーパねじ(Rc1/4)をたて、ワンタッチ継ぎ手を付けました。4か所テーパネジをあけましたが、4か所ともテ―パのネジ部からエア漏れが起きてしまいました。
- 不具合品を回収する前に対策案を考えることになりました。テーパねじ部のエア漏れの原因はどんなことが考えられますでしょうか?良くある不具合事例がありましたら教えて頂けますでしょうか。
- また、不具合の原因調査をする際の考え方や手法がありましたらご教授ください。
管用テーパねじのエア漏れについて
2009/10/06 16:27
工作機械のエアを供給するアルミ部材(A2017-T3)に
テーパねじ(Rc1/4)をたて、ワンタッチ継ぎ手を付けました。
4か所テーパネジをあけましたが、4か所ともテ―パのネジ部からエア漏れが起きてしまいました。
不具合品を回収する前に対策案を考えることになりました。
テーパねじ部のエア漏れの原因はどんなことが考えられますでしょうか?
良くある不具合事例がありましたら教えて頂けますでしょうか。
また、不具合の原因調査をする際の考え方や手法がありましたらご教授ください。
ネジ深さは9mm、シールテープは継手に2周巻きました。締付けトルクは
空気圧メーカー推奨の7~9Nmです。出荷時はエア配管が折れてないことを
確認するために流量チェックはしており、その時はエア漏れは気がつきませんでした。
しかし、出荷先では音でエア漏れしていることが判る位漏れていたようです。
ネジ深さはJISでは4.4mm以上あれば良いことになっています。部材はアルミの削りのため巣は考えられません。
また、出荷先ではシールテープを3周巻いて継手を規定トルク以上に
締めつけたところエア漏れはしなくなったようです。
しかし、空気圧メーカーは締付けトルクは7~9Nmで締めてくださいと
何度聞いても言ってくる状況です。
設計が間違っていたか思い返していても、不具合につながりそうなことは
考えられない状況です。恐縮ですが助言のほどよろしくお願いします。
回答 (7件中 1~5件目)
回答(3)の者です。
回答(3)にも記述しましたが、SMCさんのワンタッチ継手(雄ねじ)CAD資料
等には、ねじ込み量が表示されていますので、その寸法まで先端から何山ある
かを先ず確認して下さい。そして、その後実際にねじ込んでその位置までねじ
込めるかを確認して下さい。
◆ 実際にねじ込んで、その位置までねじ込めなかったら、雌ねじ切りが浅い 事になります。入口の径が小さいから、テーパー雄ねじが奥まで入らない
状態になっています。これでは、引掛かっているねじ山数が少なく、ねじ
締め付けトルクを少ないねじ山数で受ける事になり、雌ねじ材質がアルミ
部材(A2017-T3)なら、漏れの原因になります。
の他に、実際にねじ込んで、その位置までねじ込めなかったら、雌ねじ下穴
等の深さが浅く、テーパー雄ねじが底突きし奥まで入らない状態になっている事もあります。
の確認をしてみて下さい。
多分、直ぐに前述のような結論が出ると思います。
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JISB0203-1999でR1/4を再度、私も確認してみましたが最小有効ねじ部の長さ
は、不完全ねじがある場合で9.4mm、無い場合で6.7mmとありますので確認を
してみて下さい。つまり4.4mmというのは表の一つ上で見間違いではないか?
加工したねじは明確にJIS規格外になりそれについて議論の余地は無いと思う
ちなみにP=1.3368だから4.4mmなら3山程度だし、ねじ部に相当な応力が掛って
いる筈で時間を置いて徐々に漏れが出てくるということも考えないとならない
Rc1/4のネジ加工管理が悪いようなきがします。
JISで深さ4.4mm以上有れば良いことになっています・・・この数値はどこから引用した数値なのか不明です、テーパーネジはストレートネジと違い深さ管理でなく、テーパーゲージによる深さ管理でないと、漏れが発生します。
浅すぎると漏れが出て、使用圧力によってはネジが飛びます(継手が飛ぶ)
又、深すぎると継手の元部の不完全ネジ部までねじ込んでしまい、テーパー部同士の結合になりません。
規定トルク以上で締め付けたら、漏れが止まったとの事ですのでテーパー同士の結合でなく不完全ねじ部を締め付けた為、漏れが止まった様な気がします。
又、シールを3周巻いて・・・シールテープは1.5以上巻いても漏れに関して有効ではありません、シールテープの役目はネジの面荒さをカバーしてテーパー同士が密着させる事を目的としているからです。必要以上の巻き数は押し出されてしまいます。
深さの確認はテーパーゲージを使用して、規定の深さ・・JIS B 0203 管用テーパーネジの基準径の位置 Rc1/4では基準の長さa 6.01で雄ねじと雌ねじが結合しないと漏れの原因になります。
タップはメーカーで管理、製作していますので、まず問題が有りません。
問題の有るのは、加工者で、下キリの寸法とタップの深さです。
テーパーゲージがなく、簡易的に深さが適当かどうか調べるのには沈み込みプラグをねじ込み、プラグの頭が加工面より、1ピッチ沈む位が適当な深さとなります。
このやり方でほぼ、漏れのないテーパーの確認がとれます。テーパネジは浅くても、深すぎても漏れが発生しますのでネジの深さ確認をしてみて下さい。
最初に思いつくのはめねじが浅すぎるか深すぎる可能性。
次に締め付けが不完全。めねじについての回答はすでにありますので私はこちらを
うちでは主にP社の製品を購入していますが、数年前にメッキ無しの黄銅品がなくなってから漏れが発生するようになりました。
現在の物は黄銅にメッキした物だと思いますが、こちらのねじを普通にSUS継ぎ手などにシールテープ無しで巻くとエアーが漏れます。漏れないようにするにはシールテープを3周くらい巻くか、以前のメッキ無し製品比で3~5割り増しの力でしめる必要がありました。
鉄の継ぎ手にねじ込む場合はSUSほどの漏れは発生しませんでした。しかしメッキ品の場合はやはりわずかではありますが漏れました。
メーカーが締め付けトルクを指定しているのもわかりますが、指定トルクでは漏れます。ですから出荷先のやったことは現実的には必要なことと思います。
ただ相手がアルミと言うこともありますので、ねじシール剤等を使用してみては如何でしょうか。使用するシール剤も強すぎると緩まなくなりますのでご注意を。
簡単に言いますと「ねじが硬くて入っていかない」です。現場での話ですので、その時の正確なトルクは測定していませんので不明です。
締め付け力(スパナを持った手の感じ)をそれまでの物と同等でしめると漏れました。ねじ込んだ物を見ると明らかに入りが浅い感じでした。山数にして一山から二山です。
計算などは一切行わず、テーパーねじがかみ合ってシールする位置まで締めました。当然継ぎ手がおれるリスクがありますので、限界点までは行かないように締めます。限界点がどれくらいかというと感覚の世界ですので数値化はできません。
数値化が必要でしたら潤滑性のあるねじシール剤を使用した方が良いのではないでしょうか。シール剤を使えば指定の締め付けトルクでもいけるのではないでしょうか。
ちなみにメッキ無し品のころはシールテープを巻かなくてもシーロック加工だけで漏れはありませんでしたが、メッキ品にかわってからはなるべくシールテープを巻いています。特に相手がアルミで締めすぎてめねじを破壊しそうな場合には必ず巻いています。
テーパねじは、結構厄介なねじです。
テーパねじ(Rc1/4)に関して、某メーカー資料は、
? 一般加工下穴径;φ11mm
? 試作加工下穴径;φ10.7mm
? 下穴最小深さ;21mm
? 有効ねじ部最小長さ;11mm
? 最少加工ねじ山数;8山
にて管理しています。
これは、アルミでなく鉄材料で高圧でも使用可能なスペックです。
アルミ製のA2017-T3仕様なら、強度的に問題はないとは思いますが、
ねじ深さが若干短いように感じます。
SMCさんのワンタッチ継手CAD資料等には、ねじ込み量が表示されています。
(継手の出張り代が設計時に問題になったりするために)
一度、その寸法にRc1/4ワンタッチ継手がねじ込まれているか、寸法確認を
すると、ねじ深さが適正か判ります。(ねじ山数も確認してみて下さい)
又は、???が適正でなく、ワンタッチ継手のねじが底着きしているかも
しれませんので、それも確認して下さい。(シールテープ巻数が気になり)
企業のスペックは、マル秘内容が多いので、マル秘扱いでネット上には
オープンになりません。
先ず、前述で小生が記述した内容を順番に確認してみて下さい。
回答(5)さんの記述内容等々で不具合が発生したために、基準を作った
と聞いています。その基準は
Rc1/8 Rc1/4 Rc3/8 Rc1/2 Rc3/4 Rc1
? 一般加工下穴径;φ8.5mm、 φ11mm、φ14.5mm、 φ18mm、φ23.5mm、φ29.5mm
? 試作加工下穴径;φ8.1mm、φ10.7mm、φ14.2mm、φ17.6mm、 φ23mm、 φ29mm
? 下穴最小深さ; 13mm、 21mm、 21mm、 25mm、 25mm、 32mm
? 有効ねじ部最小長さ;8mm、 11mm、 12mm、 15mm、 17mm、 19mm
? 最少加工ねじ山数; 9山、 8山、 8山、 8山、 9山、 9山、
等です。
補足
2009/10/06 20:07
ご回答ありがとうございます。
>高圧でも使用可能なスペック
どのようなメーカの資料を探すと高圧でも使用可能なスペックが
検索できますでしょうか?
テーパねじ、深さ、高圧で検索しましたが、見つからなかったため
すみませんが教えて頂けないでしょうか。
参考にさせて頂きたいと思います。
よろしくお願いいたします。
補足
2009/10/06 20:17
>メッキ無しの黄銅品がなくなってから漏れが発生するようになりました。
漏れの原因は何だったのでしょうか?どのように問題を解決されましたか?
メッキをすることでおねじ部の摩擦係数が高くなり、ねじの軸力が低下してエアが漏れてしまうのでかなと、私は思いました。
そうなりますと、エアをもれなくさせる軸力を把握する必要があるので、
軸力計算が必要になると思います。
テーパねじの軸力計算をしてトルク管理し、問題解決されたのでしょうか。
非常に興味深い助言ありがとうございます。