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ねじの軸力及び締め付けトルクについて
2023/10/18 06:28
- ねじ(ボルト)の軸力・締め付けトルクについての質問です。
- 質問者の会社では、軸力からトルク値を出す計算式が社内標準として使われていますが、質問者が持っている本では別の計算式が記載されています。
- 質問者が疑問に思っているのは、自分が持っている本の計算式と社内の標準計算式が同じものなのか、そしてどちらを使うべきなのかです。
ねじの 軸力 及び 締め付けトルクについて
2010/05/01 19:41
ねじ(ボルト)の 軸力・締め付けトルクについてご教授下さい。
私の会社の社内標準では軸力からトルク値を出す場合の公式は
[T=k・d・Ft]・・・? となっています。
ですが,私が持っている本では
[T = F/2(d2・μs/cosα + P/π + dw・μw)]・・・?と記されています。
素人である私が考えるには,
?の公式にある K(トルク係数)を求める計算式を
展開して1つの式にまとめると?の式になる。と思うのですが
この解釈で宜しいのでしょうか?
因みに?の式は
締結の原理と設計/山本 晃 という本から。
?の式は
ねじ締結概論/酒井 智次 という本に載っていました。
こういう場合、自分が持っている本で計算するより,
社内標準となっている計算式で設計するのが当たり前なのでしょうか?
また,酒井 智次さんの本は持っているのですが,
山本 晃さんの本も買うべきでしょうか?
宜しくお願い致します。
回答 (12件中 11~12件目)
小生は、計算等は行わず、ねじカタログに記載している数値を、社内標準の表の如く使用
(活用)しています。
また、計算方法が記載のURLを記しますので確認下さい。
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まず、社内基準に従うべきかどうかで言えば、社内基準に従って?式で計算すべきです。
特に?式については著者には失礼かもしれませんが、実際の運用上は綿密な基礎実験を行うか、経験値を使って計算するしかありません。(しかも求めるべき値も2つありますし)つまり質問者さんの机上の計算が社内基準より絶対正しい、という証明が非常に困難だと思われます。
そうなると社内基準に従った方が時間も節約できますし、同じ理論に立った先輩方の経験を活かすことができます。(理論が違っている経験はなかなか活かせません)
次に?と?の式の違いですが、ここからは僕の推論が入っていますのでご注意ください。(?式の導出仕方がわかりませんでした)
まず、両式とも
締め付けトルク = ねじ径に関する値 × 摩擦などによる係数 × 軸力
という式になってます。つまり、両方とも同じような構成の式であり、理論的にそうかけ離れていないのです。ただ、??式の由来、というか元となる理論は別々のようです。(?式の著者の本に?式が触れられてないので)
じゃあ何が違うの、という話になると、実用上簡便なのは?式だと思います。それは係数が1つしかないからです。ただし、この式は
「ねじが弾性限度内で用いた場合成り立つ」
という記述がある文献もありますので、使用できる範囲は注意した方がよさそうです。
ですから、2つ目の質問については、
「社内規定に?式の適用範囲が明記されているのでしたら、本を買う必要はありません」
というのが僕の考えです。
参考文献: 田村 修 著『ねじの知識』
不勉強を承知で追記させていただきます。
まず、ご紹介いただいたサイトを確認しました。
どうやら?式=?式として、Kを求めているようです(お気づきかもしれませんが)。
そうやって求めるなら、個人的にははじめから?式を使えばいい、と思います。
じゃあどっちの式が正確なの?というのは当然の疑問だと思いますが、それは各社で蓄積されているノウハウによると思います。
?式の方がより詳細になっているのでより理論的に求められるとは思いますが、いかんせん相手が摩擦係数なので、結局は経験に左右される要素が高いです。(もしくは条件管理がより厳しいか)
なお、歴史的に見ればどうやら?式の方が成立が早く、時代が下ってから?式ができたようです。これは憶測ですが、?式は某自動車メーカーで基礎実験を積み重ねて練りに練られたものを最近ようやっと公表されたのでは?と思ってます。
なので成立の時期からして?式の方がより広範に使われ、蓄積も多く、実用上問題が少ない会社が多いと思われます。
お礼
2010/05/02 04:02
ご回答ありがとうございます。
やはり社内基準に従うべきですよね。
?の式の方ですが,
[T=k・d・Ft]となっており,この式で使用する係数は
k(トルク係数)のみと思ってしまうのですが・・・
このk(トルク係数)を求める式が
http://www.110.ne.jp/nejitech/neji_techdoc_016_2.html
こちらのサイトの記載されております。
その式を見てみると,また色々な係数が使われており,
結局,使用している係数は?の式と違いがないように思われます。
仕事の方に関しては社内標準にもなっているので?の式でやるとして,
個人の勉強に関しては、以下のような疑問が残ってしまいます。
?と?は式の形が違うだけで答えは同じ数値付近になる?
どの公式が一番使われていて信用性が高いのか?
補足
2010/05/03 00:05
どうも、ご丁寧にありがとうございます。
?式にKを求める公式を足せば,?の式になるという解釈で宜しいんですね。
?式の方が詳細になっているのですね。
私は初心者故にどの辺りが詳細になっているのかが理解できませんが。
確かに?式,?式のどちらかを使ったとしても,摩擦係数を用いた計算なので,あまりシビアな精度は不要かと私も思います。
?式ではK(トルク係数)を求めるのに
ネジ部及び座面の摩擦係数データが必要であり,
?式でも ネジ部及び座面の摩擦係数のデータが必要で
どちらにしても,摩擦係数のデータが鍵となる感じですね。
はっきりと,どちらの式が正しくてどちらの式が間違っていると
分かっていれば迷う必要もないのですが,
どちらでも良いと言われれば迷いますね。
お礼
2010/05/03 00:08
どうも、ありがとうございます。
私も "ただとまればいいだけ" という箇所については
カタログ値(社内標準)できまっている締め付けトルク値を使用しています。
ですが,設計がシビアとなる箇所については
きちんと数値の計算を出して客先に提出し,
承認して貰わないといけない決まりとなっており苦労しています。
URL先を読んでみます。