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ＢＯＬＴ締結の偏りについて
- 大型機械の保守・整備業で、ある部品の締結について問題が発生しました。
- 部品の強度区分が混在しており、締め付けトルクの統一が必要です。
- 折損原因はトルク管理不備である可能性があります。
- その他（開発・設計）
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先ずボルトに加わる軸方向力は「使用による力+締め付け時の力」と思われがちですが「使用による力が締め付け時の力より弱いときは周りの部材が担うのです」、このことは力が加わると歪むことを考えて解析すると判ります。 ですので締め付けトルクが過大で損ずる場合は”締め付け時にねじ切る”という現象になる場合がほとんどです。ある期間使用後に折損する場合はねじが緩んだ結果衝撃力や曲げにより折れる場合が多いです。 再度考えを述べさせて頂ます。「交換後約7,000時間程度の稼動にて折損に至りました」ということは疲れ破壊と考えられます。「ＢＯＬＴに母材（メネジ）が喰い込んだ」とありますが、高力ボルトは専用のナットとザガネを用意しています、この母材（メネジ）の品質は心配です。しまりきれない可能性があります。また約7,000時間ということからもし緩みが無いとしたらこのボルトはほんの少し強度が足りない可能性が大きいです。 色々のお話が出て参りましたが、機械を補強する手段は、余程特殊な場合を除いて有るものです。機器使用様（オーナー様）も、「補強して使える」のであれば利点は大きいと思います。整備の責任にしたところで故障している間は使えないのですから。 人は立場や状況によって反応が大きく違ってきます。また、尊敬できる人と協力して仕事ができることはおおきな喜びです。ぜひ「機械を補強する」ように（尊敬できる人としての反応と思います。）説得してみてください。
その他の回答 (1)
ボルト折損に対して、締め付けトルクが問題になるケースはあまりないと思いますよ。過剰トルクによる折損であれば別ですが。 締め付けトルク値そのものには問題はないと思いますが、ボルトねじ部の仕上り状態により、摩擦抵抗が生じて、実際の軸方向トルクはトルクレンチ指示値より低くなる場合が殆んどですので、精密に管理したい場合は、ボルト伸び量等より、計算で出して管理する方法も有ります。 締結面の形状にもよりますが、基本的には、強度区分の違うボルトは使用しません。必然性がありません。 車両に使用され、且つ過酷な応力がかかるような部分であればなおさらです。反対に、何故強度区分の違うボルトを使用しているかの合理的な理由をただされたらいかがですか？ ボルト自体の強度余裕率は通常破断強さの5倍も有りますので、少々の過剰トルクで破断するような例はあまりありません。温度がかかり、締結部が熱膨張を起こし、ボルト軸方向に過剰な応力がかかるのであれば別ですが、静的な状態での破断では、よほどの過剰トルクをかけない限りは破断しないと思います。 もし、そのような過酷な条件で有れば、強度区分の違うボルトを使用するなどはもってのほかです。
お礼
早速のご回答有難うございました。 質問に不備がありましたので追記しました。 折損原因については、現場がトルク管理していなかったので 過剰トルクであったのであろうということで当方も了解しました。 現時点での疑問は「同一部品締結に異強度区分のＢＯＬＴを使用」 ということです。 トルク管理はメーカー指示で大丈夫なんだろうかということです。 ご回答戴きましたような精密な管理は非現実的です。 実態は、機械は油だらけの状態で走行するものです。 特殊車輌と考えて戴ければ結構です。 ありがとうございます。全く私も同感です。 締結面形状は双方共に平面で一方は立込みです。 また、ＢＯＬＴは同一円周上にあります。 強度区分の違うＢＯＬＴ使用理由は、何と組立時に在庫がなく、 特別採用したとの信じ難い回答です。事故機以外を調査すると5台が異区分 のＢＯＬＴ採用されており、「特別採用」は言い難く、早急に図面指示に戻す よう要求しましたが、「折角なじんでいるものを交換するのは良としない」 という回答です。 今回初めてこのサイト使用させて戴きましたが、専門家であろう皆様よりの 的確な回答戴き、私見が必ずしも的外れではなさそうで安心しました。
お礼
ありがとうございます。 メーカー報告では、ＢＯＬＴ材質には問題ない（当方で交換したもので 純正品ではありません）が、ＢＯＬＴに母材（メネジ）が喰い込んだ 状態で事故調査に供されていることから、過大な締付けと判断されました。 交換後約7,000時間程度の稼動にて折損に至りました。 確かに貴兄ご指摘のように過大だと「ねじ切る」というのは理解しますが、 実態として保守・整備の観点から申し上げますと「ねじ切った」ことはなく、 整備完了後、数ヶ月以降折損に至るのが殆どです。 また、現業の常として、「緩むよりはマシだろう」と強く締めることも 事実であり、管理者としては、常に頭痛の種で困ってます。 有難うございます。出張でサイト見ていませんでした。疲労破壊--＞強度不足というご理解ですか。そうなるとサイズ変更なしで強度アップするには....特殊なBOLTは使用したくないですね。困ったことです。 ただ、専用ナットは使用されていません。部品締結と申し上げましたが、当該部品は500ｋｇ程度はあり、溶接構造の箱状態の上面に直接立込みです。 また、当該部品そのものの損傷故障も発生しており、過大な応力が発生している可能性は否定できません。 ただ、弊社は整備業であり、機器使用側（オーナー様）に「過大な応力のかかる」作業を止めてほしいとは申し上げられず、メーカーとの板挟みです。 整備費用は年間で定額ですし。壊れると「整備の不備でしょう。我々は機械のこと判らないからお任せしているのですからね。」ってなもんです。 有難うございます。「尊敬できる人」の部分は相当悩ましいですね。 無論ご理解して戴けていると思いますが、過大応力即ち「想定仕様以上の酷使」を認めているオーナー様とメーカーの間で、整備屋としては客先費用負担なしで、「機械を補強」することとなる訳です。 技術的な話から外れますが、スペースシャトルでさえコストが問題視される状況で、まして民間会社の機器の稼働率･故障率を改善して行かねばならず、それが我々の仕事だと言われればお終いですが.... 愚痴を言っても仕方がないので、前向きに考えます。 色々と貴重なご意見どうも有難うございました。