皿バネの荷重について

Question

ボルトの緩み止めに皿バネを使用します。

今回、深座ぐりの中に皿バネを入れます。
設計上、深座ぐりの径を大きくできないので、
普通の皿バネではなく、キャップボルト用皿バネを使用せざるを得ません。
この場合、通常の皿バネに比べて、キャップボルト用皿バネの枚数は
増やす必要がありますでしょうか？その場合、通常何倍の枚数を入れるのでしょうか？
（ネットで調べても、両者とも試験荷重（kN）が等しい値しか出てこず、
径、厚みが違うので、同等の荷重が受けられるはずはないと思っております。）

また、荷重を増やしたいので、皿バネを同じ向きに重ねて使用しようと思いますが、ボルトの座面に対し、皿バネの腹（凸）または背（凹）どちらを向けるべきでしょうか？

以上、何卒宜しくお願い致します。

Answer

回答(1)呈示の資料内容は設計便覧にピッタリ出てました。直列／並列など転記した後で読んだので殆どが無駄。。。。

ギザギザのあるものを同じ向きで重ねて不安定にならないか、すこし気になります。

＞皿バネの腹（凸）または背（凹）どちらを向けるべきでしょうか？

受圧面の大きさと硬さの考察から、お椀を伏せた凸が妥当と思います。

この質問文だけで、激しい振動に対抗する緩み止めを想定してのウンヌンカンヌンはすこし過ぎるのでは？
また、俺が俺がと既回答まで被って全面的にまとめて点数稼ぎしてやろうとする根性は如何にも見苦しい。

Answer

回答(1)さんご紹介のサイトを興味深く拝読いたしました。

機械の取付剛性をｕｐさせるため、特別に高張力ボルトを
購入して締め上げたことがあります。
（ばね座金や皿ばねは使用しなくとも弛みません）

熱膨張による弛みを対策として、低熱膨張金属製ボルトの使用も
考えられますが、特注品で高コストと思われるので無理ですね。

Answer

ボルトやねじの緩み止めに関しては、沢山の質問があり、過去ログも沢山あるので、
基本内容を先ず過去ログで確認した方がよいでしょう。

一般的にボルトは、長い物を使用すると緩み難いとされています。(過去ログにも記載有り)
理由は、軸力でボルトが伸びる伸び代が大きくなり、振動等の外力でボルトの軸力又は張力が
一時的になくなり、ボルトやナットが回転し易くなる状態を起こし難くするためです。
短いボルトは伸び代が小さいため、振動等の外力で簡単にボルトの軸力又は張力が一時的に
なくなり緩み易くなります。
長いボルトは伸び代が大きいため、振動等の外力でボルトの軸力又は張力が一時的に
1/2や1/3になっても、零近くにはならないので、緩み難くくなります。
以上が、文献等でも記述されている原則の一つです。

さて、先ず、ボルト用皿バネの使用枚数は、ボルトの強度区分等を考慮した標準締付トルク
から軸力を算出するか、表からピックアップして、軸力を上廻らないように枚数を決めます。

次に、基本的にはボルトの座面は皿バネの腹（凸）側で、ボルトの頭部は皿バネの背（凹）側
で配置です。
そして、バネの使用枚数が偶数の場合には、皿バネの腹（凸）側を２枚重ねとかの対応を
します。
皿バネの腹（凸）側を２枚重ねは、ばね荷重に対して伸び代が少ない使用方法です。
ですが、ボルトの標準締付トルクから算出した軸力で、ボルトの伸び代を算出すると判り
ますが、皿バネの伸び代の方が２枚重ねしても圧倒的に大きいことが判ります。
因って、皿バネを使用して緩み難い目的を達成しているので、２枚重ね使用は問題ありません。

Answer

キャップボルト用皿バネとはJIS規格品それともメーカー規格品ですか？
皿ばねの用途としては座面摩擦の低減、緩み防止、たわみ確保などです。
必要以上に重ねることは緩みはっせの観点からお勧めできませんが、基本は
規格や技術資料を参照ください。

(皿ばね種類参考用）
http://www.n-ken.net/neji-19.htm
(技術資料）
http://wwwsoc.nii.ac.jp/jssr/tech/kandokoro/kan24.pdf

Answer

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