クランプ荷重計算機は、トルクが加えられたときに留め具に加わる力の量を計算するために機械工学および製造で使用される重要なツールです。これは、ボルトやその他の留め具が適切な張力を維持し、機械や構造物に部品を固定するために不可欠です。適切なクランプ荷重は、留め具の破損を防ぎ、加圧システムの漏れのリスクを軽減し、組み立てられた部品の全体的な整合性を確保するのに役立ちます。
このツールでは、 数学的 締め付け荷重を決定するための式。締め付け荷重とは、締結具が部品に及ぼす力です。締め付け不足や締め付け過ぎを避けるには正確な計算が必要です。締め付け不足や締め付け過ぎは機械的な故障の原因になります。締め付け荷重計算機は、自動車、航空宇宙、建設業界でよく使用されます。
クランプ荷重計算機は、「エンジニアリング計算機」カテゴリに分類されます。
クランプ荷重計算式
クランプ荷重を計算する式は次のとおりです。
クランプ荷重 (CL) = トルク (T) / (K * D * μ)
どこ：
- CL: クランプ荷重（キロニュートン（kN）単位）。
- T: ファスナーに適用されるトルク（ニュートンメートル（Nm）単位）。
- K: 定数。メートル法のファスナーの場合は通常 0.2 です (この定数はファスナーの材料特性を考慮します)。
- D: ファスナーの公称直径（ミリメートル（mm）単位）。
- μ: 接合面間の摩擦係数。この値は接合される材料によって異なり、0.1 ～ 0.3 の範囲になります。
結果にはキロニュートン単位のクランプ荷重が示され、結合されたコンポーネントを保持する力を決定するのに役立ちます。
一般用語の換算表
クランプ荷重の計算式を簡単に参照できる表を以下に示します。
| トルク (T) (Nm) | 公称直径 (D) (mm) | 摩擦係数(μ) | クランプ荷重 (CL) (kN) |
|---|---|---|---|
| 50 | 10 | 0.2 | 2.5 |
| 100 | 12 | 0.15 | 5.6 |
| 200 | 15 | 0.25 | 10.7 |
| 300 | 20 | 0.3 | 15.7 |
| 400 | 25 | 0.2 | 32.0 |
この表は、トルク、ファスナーの直径、摩擦係数のさまざまな組み合わせに対してクランプ荷重を迅速に見積もる必要があるユーザーに役立ちます。
クランプ荷重計算機の例
クランプ荷重を計算する方法の例を見てみましょう。
- トルク (T)：150 Nm
- 公称直径（D）：18ミリメートル
- 摩擦係数(μ)：００７
- K: 0.2 (メートル法のファスナーの場合)
式の使用：
クランプ荷重（CL）= 150 /（0.2 * 18 * 0.18）
クランプ荷重（CL）= 150 /（6.48）≈23.1kN
この例では、ファスナーに適用されるクランプ荷重は約 23.1 kN です。これは、接続されたコンポーネントを固定するために加えられる力です。
最も一般的な FAQ
正しい締め付け荷重を計算することは、ボルト接合部と締結具の完全性を確保するために重要です。締め付け荷重が小さすぎると、部品が緩んでしまう可能性があります。 時間一方、多すぎると留め具や固定する材料が損傷する可能性があります。適切な計算を行うことで、安全性とパフォーマンスの適切なバランスを実現できます。
摩擦係数は、締結具と合わせ面の間の抵抗を表します。摩擦係数が高いほど、同じ締め付け荷重を達成するために必要な力が大きくなります。たとえば、鋼鉄やアルミニウムなどの材料は摩擦特性が異なるため、正確な締め付け荷重の計算には摩擦係数を理解して調整することが不可欠です。
この式は、特に機械や産業におけるほとんどの標準的な締結具に一般的に適用可能です。 構造の エンジニアリングアプリケーション。ただし、特殊なファスナーや特定の条件（高温環境など）では、式の調整や追加の定数の使用が必要になる場合があります。