非回転緩み - 概要

Fasteners Non-rotational Loosening ファスナーはあらゆる組み立てプロセスにおいて不可欠な部分です。ファスナーを適切に使用すると、すべての部品が適切に接続され、機能することが保証されます。当然のことながら、これは、ファスナーが適切に締められていないと、適切に機能し続けるためにファスナーに依存するアセンブリ、製品、または機構に悪影響を及ぼす可能性があることも意味します。そのため、自己緩みはファスナーを使用する際に対処する必要がある最大の問題の 1 つであると考えられています。ほとんどの場合、自動緩みは不要な回転によって引き起こされ、時間の経過とともにファスナーが緩みます。ただし、そうでない場合もあります。回転以外の緩みは実際に多くの望ましくない結果をもたらす可能性があります。この記事では、非回転緩みに関するすべてを説明します。これには、回転以外の緩みが原因でファスナーが破損する可能性を減らすために実行できるすべての原因と考えられる解決策が含まれています。

非回転緩みとは何ですか?

非回転ゆるみは、雌ねじと雄ねじの間に相対運動が起こらずに起こるゆるみを定義するために使用されます。その代わりに、非回転による緩みは通常、予圧の損失によって引き起こされます。これは、振動によりナットがゆっくりと回転し、以前に固定されていた両方から緩むことが原因で一般的に発生する回転自己緩みとはまったく異なります。言い換えれば、この形式の自己緩みは、製品の組み立て中または組み立て後にファスナーのねじ山が破壊されたときに発生します。

非回転緩みの原因は何ですか?

非回転による緩みは主に、締結具、ジョイント、またはその後のアセンブリの変形によって発生します。緩みや非回転による緩みは通常、張力の低下を意味しますが、ファスナーの取り付け後は気付かないことがよくあります。
非回転緩みの一般的なタイプの 1 つである「埋め込み」は、表面の平坦化や凹凸によってクランプされたコンポーネントが滑り落ちることを意味します。クリープとして知られる非回転ゆるみのもう 1 つの一般的な原因も、熱膨張差によって引き起こされることが一般的です。最後に、表面粗さをプラスチックで平坦化すると、ボルトの回転に影響されずに緩みが発生し、その動きによって自動的に緩む可能性もあります。

非回転ゆるみにはどのような種類がありますか?

埋め込み
このタイプの局所的な塑性変形は、ナット面、接合面、またはねじ山の下で発生する可能性があります。通常、ねじ山の表面粗さが塑性的に平坦化されていることがわかります。埋め込みによって予圧が失われると、回転方向の緩みは発生せずにファスナーが緩みます。

ストレス緩和
応力緩和は、ボルトに長期間にわたって高い応力がかかったときに発生しやすいクリープの一種であると考えられています。通常、ファスナーの温度が上昇すると、この応力緩和がさらに悪化する可能性もあります。応力緩和により、ボルトの予圧も失われます。

忍び寄る
クリープとは、継続的に応力がかかることにより永久的に変形する材料の特性を指します。クリープは接合材料だけでなく、接合部内のガスケットにも発生する可能性があります。プレート上の塗装が接合部の損傷につながる可能性もあります。

過度のベアリング応力
上で確立したように、ほとんどの場合、変形は高い荷重と応力によって引き起こされます。極度の荷重により表面が崩壊することが多く、予圧も失われます。その結果、締結具は回転変化を起こすことなく自動的に緩む可能性があります。

熱膨張差
ほとんどのボルトの適切な締め付けプロセスでは、締め付け後に同じ締結具を高温または極低温で操作する必要がある場合があるにもかかわらず、ボルトが周囲温度で締め付けられる状態で温度が制御されます。ジョイントとボルトの材質が異なる場合、ボルトのプリロードが増減する可能性があります。その程度は実際のジョイントやボルトの材質の特性によって異なります。

締め付け後の耐力
ボルトが降伏点を超える応力にさらされている場合、ジョイントは許容できる以上の応力に耐えることを強いられる可能性があります。熱膨張差の結果、降伏が発生する可能性もあります。これは、外部負荷の変化または温度変化が存在することを意味します。

塑性変形とは何ですか?

非回転緩みにどのようなことが含まれるかについての説明全体を通して、塑性変形についての言及が数多くありました。これは、ファスナーの理解と使用方法を大きく変える可能性があるため、理解することが重要な概念です。基本的に、塑性変形という場合は、ある点を超えて伸びたボルトのことを指します。その後、弾性の一部が失われ、永久に歪み始めます。多くの場合、塑性変形は永久的なものであるため、その段階に至る前にファスナーを処理することが重要です。

ファスナーが回転以外で緩む可能性を減らすために何に注意すべきですか?

ファスナーが自然に緩む可能性を減らしたい場合は、次の問題を軽減することが最善の策です。
1. サーマルサイクル
金属は、高温または低温の条件下ではそれぞれ自然に膨張および収縮します。これにより、前頭の変化により、ボルトが回転せずに緩む可能性があります。これを軽減するのは難しい問題のように思えるかもしれませんが、実際には、ボルトが緩む可能性を減らすのは比較的簡単です。本当に必要なのは、締結プロセス中に使用する最適な温度を見つけることだけです。また、長期間保管される条件下に置かれた後のファスナーの反応を確認することもできます。

2. 締めすぎ
締めすぎるとファスナーに悪影響を及ぼす可能性もあります。締めすぎても時間の経過とともに緩みにくくなると思われるかもしれませんが、現実はこの考えとまったく一致しません。これは、締めすぎるとねじ山が損傷する可能性が高く、ファスナーの性能に悪影響を及ぼす可能性があるためです。ねじ山の損傷は、回転以外の緩みが発生する最も一般的な原因の 1 つです。

3. 締め付け不足
締めすぎがマイナスであるのと同様に、締めすぎもファスナーの寿命を損なう可能性があります。これは、ボルトが十分に締められていないと、予圧が不十分なため、通常、より多くの応力がかかるためです。締め付け力により、時間の経過とともにファスナーが緩むこともあります。場合によっては、ボルトにかかるせん断応力によってファスナーが完全に破損する可能性もあります。

4. ファスナーの破損
ファスナーを取り付ける前に、品質チェックを実行して、ファスナーの品質が良好であること、およびファスナーに損傷がないことを確認する必要があります。取り付けを開始する前にファスナーが損傷すると、ネジ山が損傷する可能性が非常に高くなり、ファスナーが緩んでしまう可能性があります。古いファスナーを再利用したり、製造上の欠陥がある可能性のあるファスナーを使用したりする場合にも注意が必要です。
損傷により、誤ったトルク測定値が発生し、締結具が必要以上に緩んだり疲労したりする可能性もあります。締めすぎや締めすぎはファスナーの寿命に悪影響を与える可能性があるため、これらは避けてください。

5. 設置条件
調査すべきなのは、既存の損害だけではありません。実際、ファスナーの取り付け状態が可能な限り良好であることも確認する必要があります。これは、予圧を維持する能力に影響を与える可能性のある汚れ、グリース、または潤滑剤がファスナーに付着してはいけないことを意味します。
特に潤滑は、過剰なトルクやファスナーの伸びや破損の最も一般的な原因の 1 つです。これは、クランプ荷重が低下し、ファスナーが処理する必要がある応力が増加するためです。

回転以外の緩みを避けるためにどのような予防措置を講じることができますか?

回転以外の緩みを回避したい場合は、次のアイデアを試すことができます。

• 長いボルトを使用し、ボルトの直径を大きくします。
• 表面粗さの摩耗とプラスチックの平坦化を減らすように努めてください。
• ジョイントのプリロードを減らします。
• ボルト、ナット、ワッシャー、ジョイントは熱膨張係数が同じものを選択してください。

結論：

回転以外の緩みに関しては、ファスナーの状態についてさまざまな側面を考慮する必要があります。取り付けから、ファスナーの熱特性や位置に至るまで、ファスナーが破損する原因を明確に理解することで、回転以外の緩みに伴う大きなリスクをすべて回避できます。

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