ネジの予圧ファスナー接続とは、使用荷重に耐える前にねじ付きファスナー接続にかかる事前に加えられる力を指します。-適切な予荷重は、ファスナー接続の信頼性と気密性を高めるための重要な前提条件です。予圧が所定の要求を満たさない場合、負荷がかかった後に接続部分の間に隙間や相対的な滑りが発生し、締結部品が緩み、さらには機械全体が正常に動作しなくなることがあります。プリロードが大きすぎると、部品に人為的な損傷を引き起こす可能性があります。たとえば、O-リングでシールされている箇所では、過剰な予圧がかかるとO-リングが潰れ、シール不良を引き起こします。
ねじ付きファスナー接続に不適切な予圧がかかると、次のような結果が生じます。
1. ねじ締結部の静的破壊
ねじを締めすぎると、つまり予圧が大きすぎると、部品に人為的な損傷が発生します。ボルトが破損したり、接続部品が潰れたり、焼き付いたり、ねじれたり破損したりする可能性があります。また、ねじの輪郭がせん断され、ねじ山が剥がれる可能性があります。
2. 滑り、接続部分の外れ、ファスナーの緩み
横方向の荷重がかかる通常のボルト接続では、予圧によって接続部品間に正の圧力が発生し、摩擦によって外部荷重に抵抗します。したがって、予圧の大きさによって支持力が決まります。予圧が不足すると接合部が滑り、さらに接合部のズレや歪み、シワが発生したり、ボルトがせん断される場合があります。アキシアル荷重がかかるボルト締結の場合、予圧により締結面に押圧力が発生し、外部荷重を受けた後の残留予圧が締結面への加工時の押圧力となります。予圧が不十分な場合、接合面の緩みが生じ、さらには接続された 2 つの部品が分離するという重大な結果につながる可能性があります。同時に予圧が不足すると強い横振動が発生し、ナットが緩むなどの現象が発生します。
3. ボルトの疲労破壊
ほとんどの場合、予圧が不適切であるとボルトが疲労により破損します。予荷重を減らすと、周期的に変化する総荷重の平均値を減らすことができますが、ボルト、負荷振幅が増加します。全体的な影響として、多くの場合、ボルトの疲労寿命が短くなり、疲労破壊が発生します。
したがって、組立工程において予圧の範囲を明確にする必要があります。科学的かつ合理的な予圧トルク範囲は、接続部分の重要性、力の条件、動作モード、構造的特性、ねじの仕様やグレード、接続部分の材質、接続の目的などを総合的に考慮して決定する必要があります。組み立て中は、プロセスで指定されたトルク要件を厳守する必要があります。この方法によってのみ、ねじ接続の信頼性と接続部品の耐疲労性を真に向上させることができます。
