バルブ産業における鋼構造接合部のボルト性能等級
バルブ産業における鋼構造接合部で使用されるボルトは、3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9 を含む10以上の性能等級に分類されます。グレード 8.8 以上のボルトは、低炭素合金鋼または中炭素鋼から製造され、熱処理(焼き入れ・焼き戻し)を受けます。これらは一般的に高力ボルトと呼ばれ、それ以外は一般的に普通ボルトと呼ばれます。
ボルト性能等級の呼び方の解釈
ボルトの性能等級の表示は2つの数字で構成され、それぞれボルト材料の公称引張強度と降伏比(降伏強度/引張強度比)を示します。
例えば、性能等級4.6のボルトの場合:
- ボルト材料の公称引張強度は400 MPaです。
- ボルト材料の降伏比は0.6です。
- ボルト材料の公称降伏強度は400 × 0.6 = 240 MPaです。
高力ボルトのグレード10.9の場合、熱処理後、材料は以下のようになります:
- 公称引張強度は1000 MPaです。
- 降伏比 0.9;
- 公称降伏強度 1000 × 0.9 = 900 MPa。
ボルトの強度等級の意味は国際的に認められた規格です。同じ強度等級のボルトは、材質や製造場所の違いにかかわらず、同一の機械的特性を持ちます。したがって、設計においては、要求される強度等級を指定するだけで十分です。
強度等級の概要
強度等級 8.8 および 10.9 は、ボルトのせん断応力等級、具体的には 8.8 GPa および 10.9 GPa を指します。
- 等級 8.8: 公称引張強さ = 800 N/mm²; 公称降伏強さ = 640 N/mm²。
- 一般的に、ボルトの強度は "X.Y" で表されます。ここで、
- X × 100 = ボルトの引張強さ (MPa);
- X × 100 × (Y/10) = ボルトの降伏強さ (MPa)、呼び方規則による: 降伏強さ / 引張強さ = Y/10。
例: グレード 4.8 ボルトの場合:
- 引張強度 = 400 MPa;
- 降伏強度 = 400 × 8/10 = 320 MPa。
ステンレス鋼ボルトに関する補足注記:
ステンレス鋼ボルトは通常、A4-70またはA2-70と表示され、機械的特性の解釈が異なります。
測定システム
世界的には、長さの測定には主に2つのシステムがあります:
- メートル法
- インチ法
- 1 インチ = 8 分割 (1/8 インチ)
- 1 インチ = 25.4 mm
- 例: 3/8 インチ = 3/8 × 25.4 = 9.52 mm
1/4 インチ未満のサイズの場合、製品は呼び番号で公称直径を示します。例: 4#, 5#, 6#, 7#, 8#, 10#, 12#。
ねじ – 一般的な定義と分類
ねじとは、円筒形の工作物の外側または内側の表面にある、均一な断面を持つ連続したらせん状の突起のことです。
構造的特徴と用途に基づき、ねじは主に3つのカテゴリーに分類されます。
ねじのすきま等級
ねじのはまりあいとは、めねじとたねじの間のゆるみまたはきつさの度合いを指します。はまりあいクラスは、めねじおよびたねじに適用されるすきまおよび許容差の指定された組み合わせです。
(1)ユニファイねじ(インチねじ):
- たねじには、1A、2A、3A の 3 つのクラスがあります。
- めねじには、1B、2B、3B の 3 つのクラスがあります。
- すべてすきまばめであり、クラス番号が高いほど、はまりあいはきつくなります。
- インチねじの場合、偏差はクラス 1A および 2A についてのみ指定されます。クラス 3A は偏差ゼロであり、1A および 2A の偏差は等しくなります。クラス番号が高いほど、許容差は小さくなります。
- 1A および 1B:
- 2A および 2B:
- 3A および 3B:
- 外ねじの場合、クラス1Aおよび2Aにはすきま、クラス3Aにはすきまがありません。クラス1Aのすきまは、クラス2Aより50%大きく、クラス3Aより75%大きいです。内ねじの場合、クラス2Bのすきまはクラス2Aより30%大きく、クラス1Bのすきまはクラス2Bより50%大きく、クラス3Bより75%大きいです。
(2)メートルねじ:
- 外ねじには、4h、6h、6gの3つのすきま級があります。
- 内ねじには、5H、6H、7Hの3つのすきま級があります。
- (JIS規格では3つの精度等級(I、II、III)が規定されており、一般的に等級IIが使用されます。)
メートルねじの場合、Hおよびhの基本偏差はゼロです。Gは正の基本偏差を持ち、e、f、gは負の基本偏差を持ちます。
内ねじで一般的に使用されるすきま位置。非常に薄いリン酸塩皮膜の場合を除き、通常、表面処理とは併用されません。
厚膜めっきなど、特殊なケースに使用されます。実用ではほとんど使用されません。
6~9 µmの薄膜めっきによく使用されます。例えば、製品図面で6hボルトが指定されている場合、めっき前のねじは通常6gの公差域に機械加工されます。
H/g、H/h、またはG/h。ボルトやナットなどの精密ファスナーの場合、規格では6H/6gのはめあい公差が推奨されています。
(3)ねじのマーキング:(規格呼び方慣習の参照。)
セルフタッピングねじおよびセルフドリルねじの主要な幾何学的パラメータ
- おねじの外径(呼び径、d₁):
- おねじの谷径(最小径、d₂):
- ピッチ(p):
一般的なピッチ/ねじ山数参照表
(1)メートルねじセルフタッピングねじ:
仕様 | ST1.5 | ST1.9 | ST2.2 | ST2.6 | ST2.9 | ST3.3 | ST3.5 | ST3.9 | ST4.2 | ST4.8 | ST5.5 | ST6.3 | ST8.0 | ST9.5 |
ピッチ (mm) | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 0.9 | 1.1 | 1.3 | 1.3 | 1.3 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 1.8 | 2.1 | 2.1 |
(2)インチねじセルフタッピングねじ:
仕様 | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# | 10# | 12# | 14# |
1インチあたりのねじ山数 (AB) | 24 | 20 | 20 | 19 | 18 | 16 | 14 | 14 |
1インチあたりのねじ山数 (A) | 24 | 20 | 18 | 16 | 15 | 12 | 11 | 10 |