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ようこそ SASAKI さんのページですこのページは 本ホームページの注意により 小堀が書きました
491/ 管フランジボルトの締付トルクについて
□投稿者/ SASAKI -1回-(2004/12/08(Wed) 18:35:18)
初めまして。圧力容器（内圧）の設計に携わっております。製品の前後に
顧客の設定した配管が接続されますが、接続方法に管フランジを採用して
います。組合せとしては、製品側はアルミ合金製フランジ（５０５２）で
顧客側は銅管又はステンレスです。
現状で悩んでいるのは、アルミとＳＵＳの管フランジをアルミＯリングを
介してＳＵＳボルトで締結しているのですが、締付トルク値の提示を要求
されていることです。投入したい軸力はフランジ強度計算（ＪＩＳの圧力
容器関連規格）で算出されています。使用しているボルトはＳＵＳ３０４
Ｍ２０で、摩擦係数調整剤等は使用していません。前置き長くなりました
が、悩んでいるのは２点有ります。
@締付トルクを試算する際のネジ面の摩擦係数の目安
色々調べましたがＳＵＳボルトをただ締めただけの場合の数値が見つかり
ません。バラツキが大きいと思われますので、範囲で構わないのですが…。
今回試算する締付トルクでは、本当に必要なトルクが分かりませんが、仮
に使用する摩擦係数そのものにも何かしらの根拠、出典等が欲しいのです。
A座面側の摩擦係数の考え方
アルミ側の摩擦係数は文献で範囲と平均値がありました。ＳＵＳ側の摩擦
係数が未だ分かっていませんが、ボルト頭側とナット側で座面の摩擦係数
が異なるため、座面摩擦係数は平均値を採用しようと考えていますが問題
あるでしょうか？ＳＵＳフランジはボルト同様ＳＵＳ３０４です。アルミ
もＳＵＳもボルト締結面は機械加工上がりのままです。
分かりにくいかもしれませんが宜しくお願い致します。（摩擦係数を測定
するか、調整剤等で安定化すれば良い話しなのでしょうが…。）
こちらこそ 初めまして
小堀ともうします
１．『@締付トルクを試算する際のネジ面の摩擦係数の目安
色々調べましたがＳＵＳボルトをただ締めただけの場合の数値が見つかり
ません。バラツキが大きいと思われますので、範囲で構わないのですが…。
今回試算する締付トルクでは、本当に必要なトルクが分かりませんが、仮
に使用する摩擦係数そのものにも何かしらの根拠、出典等が欲しいのです。
１．１ 本に載っている内容で良いなら
本ホームページは 禁止しております
この掲示板使用のご注意
まあ 悪戦苦闘しているとして
答えますと SUS 場合は鋼製ボルトと同様に扱い
0.08〜0.45 が目安となります
出所は JIS B1083 に 定められています
本件は 本に載っている質問なので 質問禁止です
本にこう 載っているけど 客先に出所を言って良いか
ならば 本掲示板の投稿範囲となり
答えとして 出さない方がいいとなり
客先の中には ごくまれに深く知っている人が居たりします
JISはあくまで計算上の理論値を書いているだけなので
深く知っている人から
なぜかと聞かれたときに 答え返す力がかなり必要です となります
１．２ A座面側の摩擦係数の考え方
アルミ側の摩擦係数は文献で範囲と平均値がありました。ＳＵＳ側の摩擦
係数が未だ分かっていませんが、ボルト頭側とナット側で座面の摩擦係数
が異なるため、座面摩擦係数は平均値を採用しようと考えていますが問題
あるでしょうか？ＳＵＳフランジはボルト同様ＳＵＳ３０４です。アルミ
もＳＵＳもボルト締結面は機械加工上がりのままです。
ああ これなら掲示板の投稿となり得ます
平均径が Dw=(2/3)(Do^3-Di^3)/(Do^2-Di^2)で 出しますが
(2/3)は 図心を意味するのですが
この値は実は 変動します フランジのバカアナ側と ２面幅側が強度が違うため
しめる力が増えると 柔らかなアルミの圧力の中心はより多く外に行きます
要するに
穴側にフランジ材がたわんで穴に逃げるのです
ボルトナット側も逃げますが普通ボルト高さがある時
２面幅側は逃げる場所が無いので圧縮される
すると圧力の中心は締め付け力によって外に移動します
だから 寸法的に同じでも ヤング係数が異なる分 寸法が変わります
ので アルミ側は 概略 (2.3/3)ほどに見るべきでしょう
まあ SUS側も 少し大きくなるけど (2.１05／3)ってとこと思います
JISの式が架空の理論式で成り立たないので 調整している訳です
故に ねじの呼び径より大きく 平均径が異なるるので
個々別に計算した方が考え方はいいでしょうね
だけど 基本的に おおらかに計算されている様なので
平均値でいいと思います
１．３ 違っていたら 笑ってやってください
質問が間違っていると思います
必要締め付け力を 出すのが大事で
その次に 必要な軸力を求めて
トルクを出すのが一般的です
これ 本当に大事なので
書いてみました −−−まあ今回は無視しましょう
１．４ 『軸力はフランジ強度計算（ＪＩＳの圧力
容器関連規格）で算出されています。』は 概算ですよね
圧力容器を設計に携わって居られるならば
お解りと思いますが
JIS B 8260-2003 のボルト材の許容応力の欄外に
よくわからないって 書いていますでしょ(>_<)
その値を算出する軸力が算出されているのですよね
だから ボルト計算は簡易法で算出していますよね
概略いうと圧力を許容応力で割ってボルトを求めているのですよね
付属書３フランジの応力計算 ４．１ボルト荷重などで出しています
だから この業界の方は ボルトの応力計算をしているだけですよね
多分 お客様も軽い気持ちで尋ねているのは明らかで
１．１と１．２で納得となりますよね
圧力容器設計基準で良いと している所に頼んだ所から
出てきたトルクだからですよね
まあ あまり書くと 頭が混乱されるでしょうから やめますが
ふと 思った物ですから書いてみました(*^_^*)−−−まあ今回は無視しましょう
以上 ゴミも入れて書いてみました(*^_^*)
参考になるかどうか 解りませんが 参考になるなら参考にしてください
頑張ってくださいませ 明日の SASAKI さんのために(^_^)/~
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■ SASAKI (2回/2004/12/09(Thu)/No495)
早速のご回答ありがとうございました。@の質問は半ばイエロー覚悟で質問をしてしいました。（時間が無くて
…）失礼しました。今後気をつけます。
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３．小堀ともうします
３．１ 苦笑
頑張ってくださいませ 明日の SASAKI さんのために(^_^)/~