ボルトとナットの-緩み止めの種類とセルフロックナットの-緩み止めの原理- - ニュース

の緩みボルトとナット接続は機械工学における一般的な故障問題であり、ファスナー業界では常に熱い研究テーマとなっています。この文書は、実際の組み立て経験と実際の作業条件に基づいて、ボルトとナットの主流の緩み止め構造を整理し、動作原理、適用可能なシナリオ、および各緩み止め方法に固有の欠陥について詳しく説明しています。-一方、セルフロックナットの長期的な緩み防止性能の中心的なメカニズムについても説明しており、現場でのファスナーの選択や組み立てプロセスの定式化に信頼できる参考情報を提供します。{{6}

1. 一般的な緩み止めの種類と原理-ボルトとナット

1.1 ダブルナットの緩み止め（バットナットの緩み止め）-

バットナット緩み止めとも呼ばれます。{0}} 2 つのナットを互いに逆方向に締めると、それらの間に連続的な軸方向の圧縮力が発生し、噛み合うねじ山接触面に作用します。 2 つのナットがしっかりとロックされるほど、ねじ山接触面の垂直圧力とねじ山ペア間の摩擦トルクが大きくなります。ナットが回転的に緩む場合は、噛み合うねじ山間の大きな摩擦力に打ち勝つ必要があります。設備運転中に外部荷重が変動しても、2つのナット間のジャッキ圧は一定に保たれ、持続的なゆるみ止め効果を実現します。-

該当するシナリオ: 予圧要件の有無にかかわらず、ボルト接続に適しています。わずかな振動と安定した荷重のある作業条件にのみ適用されます。

短所: 軸方向の取り付けスペースが大きく、緩み防止能力が限られており、激しい振動条件下では簡単に破損します。-

1.2 ハードロック凹-凸-緩み止めナット

ハードロック緩み止めナットは、下側の凸型ナットと上側の凹型ナットで構成されており、合わせて使用できます。{0}}下側の凸ナットは中心をわずかにオフセットさせた偏心加工を採用し、ウェッジブロックの役割を果たします。上部凹ナットは中心ズレのない標準的な同心円に加工されています。上下のナットの接合面はすべてテーパー状の凹凸面となっており、締め付け後はハンマーウェッジと同様の機械的セルフロック構造を形成します。-

軸方向の予荷重が小さいと、テーパー状の接合面に大きな半径方向のロック圧力が発生する可能性があります。圧力は噛み合うねじ山に同時に伝達され、ねじ山の接触面と凹-の凸面テーパー面の両方で摩擦トルクが大幅に増加します。ねじの回転傾向を機械的にロックし、優れた緩み止め性能を発揮します。-

該当するシナリオ: 予荷重要件の有無にかかわらずボルト接続に適用でき、高周波の激しい振動や交流負荷がかかる過酷な作業条件下での長期使用に使用できます。{{0}{1}}

短所：偏心構造のため非常に高い加工精度が要求され、製造工程が難しく、調達コストも高くなります。

1.3 Spiralock 緩み止めナット-

Spiralock ナットの中心となる構造上の特徴は、雌ねじの根元に機械加工された 30 度のくさび形の傾斜です。-ボルトとナットが締め付けられて噛み合うと、ボルトのねじ山の先端が雌ねじのくさび形の斜面にぴったりと押し付けられ、高強度の剛性のロック力が形成されます。-

標準普通ねじの場合、ねじ面の垂直接触力とボルト軸との間の角度は 30 度です。 Spiralock スレッドはねじ山プロファイルの角度を変更し、夾角を 60 度に達します。ねじ対の常圧は軸方向の締付圧力をはるかに上回るため、耐摩擦性が大幅に向上し、ねじの回転ゆるみを徹底的に抑制します。

該当するシナリオ：安定した予圧を必要とする接続構造にのみ適用され、接続部分は過度に柔らかい材料で作られてはなりません。

短所: ボルトのプリロードが減少すると、緩み止め効果は完全に失われます。-必要なボルトの予圧に達するには、ねじ山の歯間の摩擦抵抗を克服するために、より大きな締め付けトルクが必要です。

1.4 分割スプリングワッシャーの緩み止め

ナットを締めて割りばね座金を平らにすると、座金は継続的に弾性反発力を発生させ、雌ねじと雄ねじをぴったりと密着させます。一定の接触力によって形成される摩擦トルクがナットの回転を防ぎます。一方、分割開口部の鋭利な刃先がそれぞれナットの底面と接続部分の表面に食い込み、物理的なロックによりナットの相対回転をさらに防ぎます。

アプリケーションの制限: 超硬接合面との接続には適しません。-刃先は硬い基板に埋め込むことができず、ゆるみ止め機能が完全に失われます。-また、ボルトの予圧の減衰が加速されるため、高い予圧が必要な接続には適用できません。

1.5 皿ばねワッシャーの緩み止め

通常の分割ばね座金と同じ緩み止め原理を共有しており、圧縮後の弾性反発力を利用してねじ山ペアを圧縮し、摩擦による緩み止めを実現します。-通常の分割スプリングワッシャーと比較して、円錐スプリングワッシャーは構造剛性が高く、同じ圧縮ストロークでより大きな軸方向圧力を提供できるため、より優れた緩み止め安定性と性能を実現します。-

アプリケーションの制限: 依然として、厳しい予荷重要件を持つ高精度の接続部品には適していません。-

1.6 Nord-Lock デュアル-層セルフロック-ワッシャー

この種類のワッシャーはペアで使用され、片側には大きな角度で傾斜した歯があり、もう一方の側には放射状の滑り止め鋸歯が付いています。{0}{1}組み立て時には、2 つのワッシャーを傾斜した歯面が向かい合うように逆に取り付けます。締め付け後は、外側ラジアルセレーションがナット端面と接合部表面にしっかりと食い込み、外側接触面が完全に固定され、2枚のワッシャー内側傾斜歯面間の相対滑りのみが残ります。

ボルトが緩んで回転する傾向がある場合、内側の傾斜した歯面間のウェッジジャッキ効果により、軸方向の持ち上げ力が発生します。ワッシャーによって発生するリフト距離は、ねじの緩みによって生じる軸方向のリフト距離よりも大きく、ねじの緩み傾向を逆にロックし、永続的な緩み止め効果を実現します。-

アプリケーションの制限: 超硬-または超軟-の接合面には使用できません。ワッシャーには取り付け方向があり、逆に取り付けると緩み止め機能が失われます。-また、プリロードのない緩い接続の場合も無効です。

2. 緩み止めの基本原則-セルフロックナット-

長期的な緩み防止性能-{1}}セルフロックナット-特別に最適化された非標準スレッド構造に由来します。{0}

セルフロックナットの雌ねじの根元には30度のくさび形の傾斜が加工されています。-噛み合って締め付けた後、ボルトのネジ山先端がくさび形の斜面にしっかりと押し付けられ、高強度の機械的ロック力が形成されます。-標準の 60 度 V- 形の普通ねじの場合、垂直接触力とボルト軸の間の角度は 30 度ですが、セルフロックねじの場合は角度が 60 度に変化し、応力状態が根本的に変化します。-。

機械的力の比較: 同じ軸方向のボルト張力 P0 の下では、標準の普通ねじの垂直接触力はわずか 1.15P0 ですが、セルフロックねじの接触力は 2P0 に達します。- 2 つの力の比は約 7:12 で、ねじペアの緩み止め摩擦力が大幅に向上します。-

さらに、セルフロックねじは、通常のねじに固有の不均一な応力の欠陥を解決します。-従来の 60 度 V- ねじの場合、最初と 2 番目に噛み合うねじが総荷重の 70% ～ 80% を負担し、残りのねじにはほとんど荷重がかかりません。 -長期間の振動や交互負荷の下では、前ねじが過負荷破損を起こしやすく、その結果、ロック力が急速に減衰し、ねじの回転が緩み、さらにはねじの焼き付きや剥離が発生します。