简易自动化讲座
刊载日：2006年08月25日|类别：自动化要素技术
第44回 螺丝-11：螺栓/螺帽拧紧时力的平衡的基础知识
返回一览通过以螺栓螺帽连接2个零件时的力的平衡，可以判断紧固状态是否可靠、连接是否松动、螺栓是否破损等情况。下面进行基本讲解。
（1）螺栓/螺帽拧紧时力的平衡
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（a） | 以螺栓螺帽连接2个零件时，螺栓自身会承受拉伸力（轴力），而2个被连接体则受到相同力度的压缩力作用。这种状态下，连接部会形成力的平衡（【图1】）。 |
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（b） | 中所述的状态可以通过【图2】所示的图形来表示，其中纵轴表示轴力，横轴表示螺栓伸长量及被连接体的压缩量。 |
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（c） | 【图2】中两个图的轴力相等，将两个图背靠背放在一起，则合成了【图3】所示的图形，该图形叫做“紧固线图”。 |
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（d） | 根据【图3】、 tanθ B ＝ 轴力÷螺栓伸长量＝ F÷△B ＝ 螺栓的弹簧常数（KB） tanθ C ＝ 轴力÷被连接体的伸长量＝ F÷△C ＝ 被连接体的弹簧常数（KC） 因此, 螺栓的伸长量△ B＝ F÷KB ＝ F/ KB・・・（1） 被连接体的伸长量△ C ＝ F÷KC＝F/ KC・・・（2） |
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（e） | 【图3】以式（1）、（2）来表示，得到【图4】。这种情况下，如果在弹性变形范围内紧固，则【图4】中的三角形FBC始终相似。因此，轴力和（螺栓与被连接体的变形量总和）之比会始终保持恒定，该比率被称作“疲劳系数：Z”或“紧固体整体的弹簧常数”
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下一讲将以当前的内容为基础，对向紧固体施加外力，螺丝松动的状态进行讲解。
