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適用される締め付けトルクは、 二相ナットは 、相手のボルトまたはスタッドに制御された引張荷重を生じさせることを目的としています。材質グレードだけでは必要な値を選択することはできません。トルクは、目標予圧、ねじ山の直径とピッチ、ボルトの強度、ナットの形状、ねじ山の摩擦、ナット面の下の摩擦、潤滑剤、ワッシャーの状態、工具の精度、温度、ファスナーが新しいか再利用されるかによって影響されます。一般的なテーブルを開始点として使用できますが、重要なジョイントでは実際の締結システム用に開発された手順が必要です。
ナットを回すと、加えられたトルクの一部がねじ山を前進させ、ボルトを伸ばします。エネルギーの大部分は、ねじ山と座面の摩擦によって消費されます。摩擦は大幅に変化する可能性があるため、同じトルクで締め付けられた名目上同一の 2 つのナットが異なる予荷重を生成する可能性があります。
一般的な簡略化された関係は T = KFd です。ここで、トルクはトルク係数 K、所望のアキシアル荷重 F、および呼び径 d に依存します。この式は推定に役立ちますが、K は二相ステンレス鋼の固定特性ではありません。これは、潤滑剤、表面仕上げ、ねじ山の状態、コーティング、ベアリングの形状によって変化します。
予荷重はジョイント部材を圧縮し、分離、漏れ、滑り、疲労荷重の防止に役立ちます。予圧が小さすぎると、ガスケットが漏れたり、ジョイントが動いたりする可能性があります。予圧が大きすぎると、スタッドが折れたり、ネジ山が剥がれたり、ガスケットが潰れたり、フランジが歪んだり、ナット座面が損傷したりする可能性があります。
設計エンジニアは、許容予荷重範囲を確立する必要があります。次に、許容可能なばらつきでその範囲を達成するために締め付け方法が選択されます。トルクは方法の 1 つです。油圧張力、伸び測定、超音波制御、荷重表示装置などが代替手段となります。
ナットは通常、ボルトを剥がすことなく必要な予圧を発生できるように選択されます。ただし、雄ネジの方が弱いコンポーネントである可能性があります。強度の低いスタッドに取り付けられた高強度のスーパーデュプレックス ナットは、ナットの強度に基づいたトルクを安全に使用できません。スタッドの材質、特性クラス、引張応力面積、降伏強度または耐力によって計算を制御する必要があります。
熱処理、冷間加工、直径、および適用されるファスナー規格はすべて機械的定格に影響します。プレートまたはバーの一般的な値の代わりに、認定された仕上げ済みファスナーの特性を使用します。標準以外のサイズの場合、必要な嵌合長さと耐荷重能力については別途技術検証が必要になる場合があります。
一般に直径が大きくなると、引張応力面積と摩擦モーメントが増加するため、所定の応力を生成するためにより多くのトルクが必要になります。ねじ山のピッチにより、引張応力領域、螺旋の形状、ナットを前進させるのに必要な回転量が変化します。細いねじ山は、多くの場合、同じ呼び径に対してより大きな応力領域を提供し、予圧をより細かく調整できますが、損傷や汚染に対してより脆弱です。
トルク仕様では、メートル粗目、メートル細目、UNC、UNF、8UN、または別のねじシリーズを識別する必要があります。 M20 粗いの値は、M20 細かいまたは同様のインチ サイズには適用できません。ねじの公差やコーティングの許容差も、フィット感や摩擦に影響します。
通常のナット、重いナット、薄いナット、およびカップリング ナットは、同じねじ山のかみ合いを持ちません。薄いナットはジャム ナットとしては適切かもしれませんが、フルハイト ナットと同じ耐荷重に耐えられない可能性があります。カップリングナットは両方のねじ部材に十分に係合する必要があります。トルクを割り当てる前に、寸法規格と特性要件を確認する必要があります。
摩擦は、ねじ山の側面と、回転するナット面とワッシャーまたは接合面との間で発生します。摩擦の小さな変化により、同じトルクでも予圧に大きな変化が生じる可能性があります。表面粗さ、酸化物の状態、汚染、潤滑、コーティング、繰り返し使用がすべて影響します。
二相ねじやその他のステンレスねじもかじりやすいです。空締めを行うと、摩擦が大きく不安定になり、接着剤が突然損傷する可能性があります。承認された焼き付き防止コンパウンドは、多くの場合、一貫性を向上させ、かじりのリスクを軽減しますが、対応するトルクを低減するか、低摩擦条件に合わせて再計算する必要があります。
乾燥ねじ用に開発されたトルク値は、潤滑されたスタッドに過負荷を与える可能性があります。低摩擦焼き付き防止剤を使用して開発された値は、乾燥アセンブリの締め付けが不十分になる可能性があります。潤滑剤の種類、塗布量、ロット、場所を定義する必要があります。潤滑剤をネジ山のみに塗布し座面には塗布しないと、両面に潤滑剤を塗布する場合とは異なる関係が生じます。
重要な作業については、生産を代表するナット、スタッド、ワッシャー、および潤滑剤を使用してトルク張力試験を実施します。テストでは、予想される摩擦のばらつきを把握し、目標の予荷重が許容可能なファスナー応力を下回っていることを確認する必要があります。
ワッシャーはベアリングの直径、表面硬度、摩擦界面を変化させます。柔らかいワッシャーや粗いワッシャーは締め付け中に埋め込まれたり変形したりする可能性があり、工具を取り外した後の予圧が減少します。硬化した滑らかなワッシャーは、より再現性の高いベアリング状態を生み出すことができますが、ナットやフランジの材質と適合する必要があります。
接合面は平らできれいでなければなりません。塗料のにじみ、溶接のスパッタ、スケール、深い工具跡、傾いたワッシャーにより、不均一なベアリングが発生します。フランジ ナットには一体化された座面があり、別個のワッシャーを使用した普通の六角ナットと同じトルクを自動的に使用する必要はありません。
シングルボルトジョイントでは、トルクは主に 1 つの留め具に影響します。マルチボルト フランジでは、1 つのナットを締めるとガスケットが圧縮され、以前に締めたボルトの荷重が変化します。圧縮を分散するために、クロス パターンと複数のパスが使用されます。最終パスの後、回転パスまたは検証パスが必要になる場合があります。
順序、パーセントステップ、および緩和時間は、フランジとガスケットの手順に従う必要があります。すべてのナットを一度最終トルクまで締めると、各工具の読み取り値が正しい場合でも、予圧が広範囲に広がる可能性があります。
トルクレンチと電動工具には電流校正が必要です。延長ハンドル、クロウフットアダプター、ソケットの位置のずれ、急激な引っ張り、読み取りエラーにより、供給されるトルクが変化する可能性があります。油圧トルクツールは、圧力からトルクへの正しい変換とリアクションアームのセットアップにも依存します。
オペレータのトレーニングには、工具の選択、潤滑剤の管理、ねじの検査、順序、速度、文書化が含まれる必要があります。摩擦界面が変化するため、手順にはナットまたはボルトの頭が回転するかどうかを記載する必要があります。
異なる材料は異なる速度で膨張します。二相スタッドが熱膨張係数の高いまたは低いコンポーネントを結合する場合、温度変化により予圧が増加または減少する可能性があります。ガスケットは動作温度でクリープしたり緩んだりする可能性があります。熱サイクルにより、負荷をさらに再分散できます。
したがって、初期室温トルクは、ジョイント設計の 1 段階にすぎない可能性があります。ホットリトルクが指定されることもありますが、設計されていない場合は危険であり、ガスケットやネジ山を損傷する可能性があります。再締め付けの要件は、機器またはフランジの手順によって定義する必要があります。
以前に締め付けたナットやスタッドには、ねじ山の光沢、残留潤滑剤、コーティングの損傷、埋め込み跡、または隠れたかじりがある場合があります。摩擦は新しいファスナーよりも低い場合もあれば、高い場合もあります。再使用ナットは、自由に回転してもねじ山が永久変形する場合があります。
重要なプロジェクトでは、二重ファスナーが再利用可能かどうかを定義する必要があります。再利用が許可されている場合は、部品を洗浄し、ねじ山を検査および測定し、真直度およびマーキングを確認し、指定された潤滑剤を再塗布します。元のトルクとプリロードの関係が変化しないと仮定しないでください。
塩の結晶、プロセス化学薬品、汚れ、腐食生成物、研磨粒子は、摩擦とかじりの両方のリスクを変化させます。屋外に保管されたり、建設中に設置されたファスナーは、最終的に締める前に汚染される可能性があります。ナットは必要になるまで密閉されたパッケージに保管し、露出したスタッドを保護してください。
洗浄方法は、残留物を残したり、炭素鋼を埋め込んだりしないでください。ジョイントが酸素供給、食品加工、またはその他の清浄度管理された用途に使用される場合、潤滑剤の選択と洗浄には特別な承認が必要です。
まず、必要なジョイントのプリロードと許容範囲を定義します。スタッドの材質、性質等級、径、ピッチ、グリップ長さ、許容応力をご確認ください。ナットのスタイル、特性クラス、耐荷重、および最小かみ合いを確認します。ワッシャーと座面を特定します。
次に、表面状態と潤滑剤を指定します。初期推定として計算または検証されたリファレンスを使用し、故障の影響が重大な場合には代表的なアセンブリをテストします。トルク、達成された張力、ばらつき、かじりや降伏の証拠を記録します。
3 番目に、ツールのタイプ、校正、順序、パス、目標値、許容誤差、潤滑剤の塗布、停止基準、および最終記録を記載した取り付け手順を作成します。コンポーネントまたは表面の状態が変化するたびに値を確認してください。
発注書では、材料グレード、ファスナー規格、特性クラス、寸法、ねじ公差、仕上げ、および検査書類を特定する必要があります。取り付け記録では、トルク手順を締結部品のロットおよび使用した潤滑剤に関連付けるべきです。重要なジョイントの場合、ツールのシリアル番号と校正日も保持される場合があります。
このトレーサビリティは、接合部に漏れや緩みが発生した場合に、材料の問題と取り付けの問題を区別するのに役立ちます。また、技術者が、ある潤滑剤またはスタッドグレードに対して開発されたトルクを別のアセンブリに適用することもできなくなります。
二相ナットの締め付けトルクは、目標予圧、相手側ファスナーの強度、ねじ山の形状、摩擦、潤滑、座面、順序、温度、工具の精度、再利用条件によって制御されます。すべての M16、M24、または 1 インチの二重ナットに対して正しい単一の値はありません。汎用テーブルは、汎用的な指示ではなく、参照として扱う必要があります。
FASTOOL は 、工業用アセンブリ向けの二相および超二相ナット、ボルト、スタッド、ワッシャー、カスタム ファスナーを製造しています。バイヤーは、供給されたコンポーネントと文書がプロジェクトの検証済みの締め付け手順をサポートするように、完全なジョイント仕様、嵌合ファスナー データ、表面状態、潤滑剤、および検査要件を提供できます。
