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熱膨張によるネジ緩み防止策
- ネジ緩みの防止策を考えるためには、ネジと被締結部材の熱膨張率の差を考慮する必要があります。
- スプリングワッシャーやダブルナットは一般的ですが、緩み防止効果には限りがあります。
- 熱膨張によるネジ緩みに対する効果的な対策について、ボルトの経験がないためアドバイスを求めています。
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熱による緩みは2種類あります。 1つは熱膨張そのものでボルトが被締結物以上に伸び、軸力が失われるもの。 これは、基本的にはバネを仕込み、その弾性力で固定する方法しか対処の仕様が無いです。 バネは薄くても荷重が大きくできる皿バネが多いです。 (先の回答に有るような熱膨張の大きいワッシャーで相殺も理屈上は可能だけど、いい材料が無いです。) もう一つは、加熱と冷却の温度分布の違いから、ボルトがわずかに回転する現象の蓄積によるものです。 ボルト温まる→ボルト伸びる→ピッチ変化などでちょっと回る→ボルト冷める→回った分は戻らず、そのまま縮む(さらに回ることもありえる) といった感じです。 この場合は、回転緩み対策が効きます。スプリングワッシャーも条件付きで有効になります。 条件は、ボルトと被締結物両方にスプリングワッシャーが食い込んでいることです。 (＝低硬度素材で平座金無し) スプリングワッシャーだと取り外し時に座面の損傷が激しいので、ノルトロックワッシャーの方が効果は大きいです。 一番のオススメはノルトロックXワッシャーです。皿バネ機能も追加で、有る程度の荷重補償もできるようになります。 後、先の回答でハードロックナットを勧めている方がいますが、ハードロックナットはダブルナットの強化型なので、今回は無意味ですね。 ボルトナット締めの時や、スタッドボルトの溶接・接着固定したものをナット締めするときで、回転緩みだけ防げば良いという場合は、非常に有効なのですが。
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- HikaruSai-2018
- ベストアンサー率46% (214/461)
ボルト材質は変えられませんか？ 耐熱鋼で伸びにくいそうです https://www.asahi-oshineji.co.jp/bolt/bolt41/
- mpascal
- ベストアンサー率21% (1136/5195)
基本的には熱膨張を考慮しても締め付け軸力が失われないように考慮して締め付け軸力を管理すべき。 締め付け軸力が大幅に失われる場合には、疲労強度の精査が必要。このような状態なら緩み止め・脱落防止に舌付き座金、ワイヤーロック等の方法もあり。
お礼
回答ありがとうございます！ 軸力管理についても勉強中でして、まだ理解がちゃんと出来ていない状況です。 ですが、やはり軸力管理が肝ですよね。 もしよければ締め付け軸力の決定方法などアドバイスいただけたらと思います。
- HikaruSai-2018
- ベストアンサー率46% (214/461)
お礼
回答ありがとうございます！ 結構高温でも効果があるのですね！参考になりました！
- chachaboxx
- ベストアンサー率23% (412/1777)
極論を言えば同材質のボルトですが、弛み防止用に膨張率の大きい材質のカラー(平ワッシャ)を入れるとかGTワッシャを入れるとか、定期的に外さなくてもいいなら点付溶接とか。
お礼
回答ありがとうございます！ 定期的に外すようなものではないので、点付溶接もなるほど、と思いました。 すこし検討してみます！
- 中京区 桑原町（@l4330）
- ベストアンサー率22% (4373/19606)
絶対に緩まないナット ハードロック工業 https://www.hardlock.co.jp/
お礼
回答ありがとうございます！ サイトは見たことあったのでもう一度調べなおして見ます！
- HikaruSai-2018
- ベストアンサー率46% (214/461)
ロックタイトの強度別 温度別が間違いない 実積有り
補足
回答ありがとうございます！ ロックタイトを調べてきましたが緩み止め接着剤で合っていますか？ 実績があるとのことですが、どのくらいの温度差で使用したか教えて頂けたら嬉しいです。
お礼
回答ありがとうございます！ 熱による緩みが二種類あることは知りませんでした。どちらとも起きそうな現象ですので、皿バネまたはノルトロックが良さそうです。 ただ今回あまり高さが取れずノルトロックだとそれ自体で2mmほど厚さがあるようなので、そこがネックになるかもしれません… とはいえとても勉強になりました！！ ありがとうございます！