ナットとボルトを特定のレベルにトルクすることによって生じるクランプ力を計算しようとしています。
この式はさまざまな形でさまざまな場所で見つかりました。
$$ T = KDP $$
- $ T $ =トルク（in-lb ）
- $ K $ =摩擦を考慮した定数（これらの単位では0.15-0.2）
- $ D $ =ボルトの直径（インチ）
- $ P $ =クランプ力（lb）
これを問題に適用しました
- $ T = 0.6 \ text {Nm} = 5.3 \ text {in- lb} $
- $ D = 3 \ text {mm} = 0.12 \ text {in} $
- $ K = 0.2 $
これにより、$ P = \ dfrac {T} {KD} = 220 \ text {lb} = 100 \ text {kg} $が得られます。
つまり、2つの質問があります。
- 結果が高すぎるようです。私は小さなM3ボルトを使用しており、トルクはあまりありません。これが100kgの力になる方法がわかりません。誰かがエラーを確認できますか？
- 式はねじ山のピッチを考慮していません。細いネジは同じトルクでより多くのクランプ力を与えると思います。ねじ山のピッチを説明する式はありますか？
コメント
- あなた'機械的倍率がどれほど優れているかを驚かせてください。
- 比較のポイントとして、構造用ボルトは、スパッドレンチを使用するだけで数万ポンドに事前に張力をかけることができます。確かに、これらのタイプのボルトはM3ボルトよりもはるかに大きいですが、220ポンドは何もありません。
- トルクとクランプ力の関係は、実際の状況やその他の重要な状況ではあまり信頼できないことに注意してください。クランプ力を決定するために方法がよく使用されます。
- ありがとう@ ttonon-その答えは私には理にかなっています。 'は、実際にはトルクと負荷の関係を決定する摩擦係数です。スレッドのランプ効果はこれに比べて小さいです。
- @CameronAnderson確かに。構造用鋼の世界では、その'は'ナットの回転と呼ばれます'メソッド。
回答
必要なトルクは、基本的に、必要な力を計算する方法で計算されます。ドアの底と床の間に三角形のドアストップを押し込みます。この操作には必然的に摩擦が伴い、正確な計算を行うには推定する必要があります。全体として、計算結果はおそらく+または-25％しか正確ではありません。
質問者が提供するような単純な方程式と、より正確な方程式があります（以下を参照）。ねじ山の重要な効果が含まれていないため、質問者の式は誤りです。その方程式の" K "には、ねじのねじれ角だけでなく摩擦も含める必要があります。この単純な方程式の形式は、Kの適切な値を調べるための図やグラフの伴奏から始まり、その後さらに単純化されたと思いますが、基本的な物理学の知識は失われました。
その方程式から始めることができますが、Kをさらに次のように記述します
K = {[（0.5 dp）（tan l + mt sec b）/（1 – mt tan l sec b）] + [0.625 mc D]} / D
または、
K = {[0.5 p/p] + [0.5 mt (D – 0.75 p sin a)/sin a] + [0.625 mc D]}/D ここで、D =ボルトの公称シャンク直径。 p =ねじピッチ（ねじあたりのボルトの縦方向の距離）。 a =ねじ山プロファイル角度= 60°（M、MJ、UN、UNR、およびUNJねじ山プロファイルの場合）。 b =ねじ山プロファイルの半角= 60°/ 2 = 30°。 tan l =ねじ山のねじれ角tan = p /（p dp）。 dp =ボルトピッチ直径。 mt =ねじの摩擦係数。 mc =カラーの摩擦係数。
これらの式には、摩擦の影響とねじ山の影響の両方が含まれています。それらは、評判の良いテキスト、Shigley、Mechanical Engineering Design、5 ed。、McGraw-Hill、1989、p。 346、式8-19、およびMIL-HDBK-60、1990、Sect。 100.5.1、p。 26、式それぞれ100.5.1。一部の人にとっては多すぎるかもしれませんし、単純化したいという願望を理解できます。
これらの計算を実際の世界と比較した経験がありません。より複雑な表現が判断される可能性があります。それらの正確さと比較して努力する価値はありません。ただし、"エンジニアリング"フォーラムでは、基本的な物理学を見失わないことが重要だと思います。
コメント
- これは、ねじピッチに関する私の最初の質問に答えます-通常のボルトの場合、Dは"よりもはるかに大きいためです。 0.75 p sin（a）"、（計算に他の変動がある場合）その第2項を省略しても安全です。
回答
この数値は、低張力ボルトにほぼ適しています。この計算機およびこの表
も参照してください。断面積が7mm 2 で、荷重が1000 Nの場合、引張応力は140 MPaになり、低引張鋼でも降伏を下回ります。
トルクがわかっているこの特定の状況では、トルク、摩擦、張力の関係に基づいて計算しているため、ねじ山のピッチは入りません。
罰金ねじ山は（他のすべてが等しい）粗いねじ山よりも強くなります。ボルトを所定の角度で締めてクランプ力を計算する方法もありますが、ここではピッチが重要です。
ねじ山は基本的に次のバリエーションです。ウェッジまたは傾斜面であり、使用するレンチ/ドライバーのレバレッジを検討する前に、非常に高い機械的利点を提供できます。
コメント
- ありがとうクリス、私は計算機を使用しました-それは私に自信を与えるのに十分に私の答えに近い960nで出ましたが、すごいです。 “e6d1c6cdd0″>
あまり締め付けられていないように感じます。0.6nmでトルククリックが調整されたドライバーを使用していますが、' t '取るねじにトルクを与えるために多くの回転力。
答え
既知のクランプ力を得るには不十分な方法。摩擦は大きな未知数です。現実の世界（クランプ力が重要な場合）では、油圧テンショナーがスタッド/ボルトを引っ張ってからナットを締めます。車のホイールラグやヘッドボルトなどの通常のアプリケーションの場合、メーカーは適用するトルクレベルを知っている経験があります。
コメント
- 学校のテストに適しています。