ロッキングナットの最大緩めトルクに影響する要因

最大緩めトルクは、ロックナットさまざまな要因の影響を受けます。ロッキングナットの低サイクル疲労性能の研究では、ねじ山ピッチ直径、ねじれ角、ねじ山フランク角は一定に保たれます。繰り返しの使用により、ねじ部の最大弾性復元力と等価摩擦角のみがある程度変化します。したがって、繰返し荷重下でのロックナットの最大緩めトルクの変動則は、これら 2 つの側面から解析できます。

1. 材料のひずみ硬化

材料は、周期的な荷重を受けると、周期的ひずみ硬化または周期的ひずみ軟化を示します。一定振幅の周期的ひずみの下では、応力振幅はサイクル時間の増加とともに増加または減少し、最終的には安定した周期的状態に達します。ロックナットの低サイクル疲労試験は、一定のひずみ条件下で実施されます。ねじ山セグメントのひずみ硬化または軟化は、最大緩めトルクに直接影響します。ロックナットの製造に使用される合金鋼は、代表的な繰返しひずみ硬化材料です。材料の硬化によりねじ部の弾性復元力が増大し、ねじを緩めるトルクがさらに高まります。

2. 低サイクル疲労

低サイクル疲労とは、周期応力が材料の降伏限界に近いか、材料の降伏限界を超えている疲労状態を指します。この材料は各ひずみサイクルで一定量の塑性変形を生成し、疲労寿命は 10 2 から数万サイクルの範囲であり、一般に ε-N 疲労曲線で表されます。

有限要素計算の結果、ボルトロックナットにねじ込まれると、ねじ山セグメントの根元には高い応力がかかり、部分的な表面領域は降伏状態になりますが、ねじ山根元の中央領域は低く複雑なひずみ特性を示します。ねじの付け根の高ひずみ領域は繰り返しの繰り返し荷重を受けるため、低サイクル疲労による損傷が発生しやすくなります。これにより、ねじセグメントの軸受圧力が減少し、ねじを緩めるトルクの減少につながります。

3. 摩擦係数

摩擦角は緩めトルクに影響を与える重要な要素であり、摩擦力はロックナットの通常の動作の基礎です。動作中、接触面はねじ山セグメントの弾性復元力の下で継続的な圧力と摩擦力を維持します。繰り返しの使用により、繰り返しの摩擦により接触面の微細な鋭利なエッジや粗い突起が継続的に研磨され、表面がより滑らかになります。摩擦係数の低減により摩擦抵抗が低下し、ナットの最大緩めトルクが低下します。

4. 製造および組立ての要素

製造プロセスと精度による制限により、ねじの端に鋭い角、バリ、部品間の寸法の不一致が生じる場合があります。初期のねじ込み、ねじ戻しトルクが異常に変動します。ロックナットの安定した正確な再利用可能な性能は、一定回数のならしサイクル後にのみ得られます。

5. 終端変形値

の材料および幾何学的パラメータの後、ナット締付変形値が決まると、ロックナットの再利用性に大きな影響を与えます。閉じ値が大きいほど、ねじ山セグメントの開口変形とひずみが増加し、繰返しひずみ硬化が強化され、ねじ山セグメントの弾性圧力が向上し、ねじを緩めるトルクが増加する傾向があります。

一方、過度の閉止変形は、ねじ山セグメントの幅と有効接触面積を減少させ、摩擦力を減少させ、ねじ山ひずみを増加させ、低サイクル疲労性能を低下させ、最大緩めトルクを低下させる傾向があります。複数の相反する要因の重なりの影響を受けるため、繰り返しの使用サイクルに伴う最大緩めトルクの変化は、理論的解析だけでは予測できず、実験観察によってのみ検証できます。