ボルトエンジニア(株)

㈱日本プララド技術部

ボルトはなぜ
共回りするのか︖(7)

ステンレスボルトと締付け軸力

摩擦係数が大きい!

★摩擦係数が大きい!

ステンレスボルトのボルト締付け作業では、「ボルトの共回り」現象が殆ど必ずといってよい程起きます。炭素鋼のボルトよりも、オネジとメネジ間の摩擦係数が1.8倍程度大きい為です。摩擦係数が大きい事はナットを締めた時に、ボルトを連れ回そうとする力(トルク)が1.8倍大きくなるからです。

連れ回り防止の為に「つれゼロワッシャー」の使用をお勧めしますが、使用する時は「ステンレスボルト専用」と指定して使って下さい。ステンレスボルト用は、ワッシャーの材質がSUS420J2のステンレス鋼で、焼入れ硬度が高く外形も炭素鋼のボルトに対するものより大きめになっています。

スレンレスのボルトやナット(=SUS304や相当材質)は、食品工場・化学工場・水中や海水中などで多数使用されます。或いは耐熱ボルトとして高温下でも使用されます。けれども通常の炭素鋼(S35CやSCM435)のボルトやナットと比べて、意外と知られていない問題があります: 同じトルクで締め付けてもボルト軸力が出ない事です。

悩ましいのは、使用する潤滑油を上質なもの(例えば、モリブデン含有系統のものなど)を使っても余り効き目がありません。当社実験室で行った締付けテストでは、M16x100Nmで締めつけた場合、SCM435ボルト・ナットであれば平均で68kNの軸力を得られますが、同条件のステンレスボルト・ナットの場合平均で22kNとなり、軸力として1/3程度しか締まりません。

軸力が出ない!

★軸力が出ない!

さらに摩擦係数を測定した実験でもステンレス同士のM16ボルト・ナットの場合は、同サイズSCM435同士のボルト・ナットに比べて摩擦係数が1.8倍高くなります。この現象は注意すべきで、ステンレスボルトM30(SUS304)18本の締付け実験でも確かめており、この場合は(モリコート塗布した条件で)1.7~2.1倍となりました。炭素鋼ボルトに比べてステンレス鋼ボルトの高い摩擦係数が結果として、軸力が出ない理由なのです。

ステンレスのボルトが「締まり難い」事を意味し、締まり難い為に軸力を得ようと高トルクで締めつけ勝ちですが、こうなるとネジ部の「焼き付き」(カジリ・おねじとめねじの溶着)現象を起し勝ちです。ステンレスボルトには高い摩擦係数・トルクと軸力の相関性の得にくい事などでトルク・軸力管理が非常に難しく、ボルト作業において細心な注意が必要です。

以上

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