エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2006年09月08日

カテゴリ : 自動化要素技術

第271回 ねじ−12:ボルト締結体に外力が作用した時

 ボルト締結体に外力が作用してボルトがゆるんだり、ボルトが破断する場合のモデルについての基礎を解説します。

(1)ボルト締結体に外力が作用した時の力のつりあい

a)  【図1】のボルト締結体に外力F' が作用した時のつりあい状態から、次の2つの式が出せます。

力のつりあい式より・・・ボルトに作用する合力 FB=F' +Fc
力とばね定数と伸びの関係より・・・伸び ε=(FB —FO)÷KB

図1

 上の2式からボルトに作用する合力 FBを求めると次式となり、外力が作用しない状態の初期軸力FOに外力Wの{ K B÷(K B+Kc)}倍の力が増大したことがわかります。

ボルトに作用する合力 FB =Fo + KB÷(KB+Kc)F' ・・・・・(1)

 式(1)を締付け線図で表現すると【図2】となります。

図2

b)  【図2】において、FB Fcの線を縦軸に平行に移動した時、Fcが点Cと一致する状態は、「被締結体の圧縮力がゼロとなる状態=ボルト締結力が作用しなくなった状態=2個の締結体が離れる瞬間の状態」を意味します。

c)  したがって、【図3】より、初期軸力Foで締め付けられた締結体の軸力が効かなくなる外力(F' )は、被締結体の圧縮力を弱める力Fc' =Foとなるときといえます。

図3

 次回は、ねじのゆるみについて解説します。

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