ボルトの種類の説明: あらゆる用途に適したボルトを選択する方法

屋外のコンクリート基礎で 2 年後にアンカー ボルトが破損しても、強度に問題があることはほとんどありません。鋼材のグレードは良好で、トルクは適切で、荷重が降伏点に近づくことはありませんでした。失敗したのは仕様でした。ファスナーは高い引張数値を考慮して選択されましたが、構造の基部の周囲に存在する湿気に耐えることができない仕上げが施されていました。

実際的な結論は単純です。ボルトの種類を選択するということは、頭部の形状、ねじの形状、材質、表面仕上げの 4 つの要素を順番に決定することを意味します。これら 4 つを正しく実行すれば、ファスナーは取り付けられている機器よりも長持ちします。それらを間違えると、設計寿命が終わるずっと前に、切断トーチやブレーカーバーが戻ってくることになります。

頭部形状と機能別の一般的なボルトの種類

ボルトのタイプは主に頭部によって定義されます。ヘッドは、どのツールがボルトを駆動するか、クランプ荷重がどのように分散されるか、ボルトがジョイントの上に同一平面上に設置できるか、またはジョイント上にクリアランスが必要かどうかを決定します。以下の表は、機械、形鋼、および現場での設置作業で主に使用されるタイプをまとめたものです。

六角ボルトとフランジボルト

ほとんどの鉄鋼および機械の接続では、六角ボルトがデフォルトです。 6 面ヘッドはソケットやレンチをほぼあらゆる角度から受け入れ、大きな平らな座面を提供します。グリップの長さを最大化する全ねじ、または構造接合部でのせん断に強い滑らかなシャンクを備えた部分ねじを使用できます。フランジボルトは、同じコンセプトをさらに推し進め、頭部の下に一体型のワッシャーを鍛造します。広いベアリング領域によりクランプ荷重が分散され、鋸歯状バージョンは振動による緩みに耐えます。露出したジョイントに高いクランプ荷重と滑り抵抗の両方が必要な場合、亜鉛メッキされたグレード 10.9 フランジ ボルトが信頼できる仕様となります。

滑り止め加工を施したグレード 10.9 亜鉛メッキフランジボルト これらの高強度フランジボルトは、一体化されたワッシャーと鋸歯状の座面を備えており、露出したスチールジョイントとフランジ接続に信頼性の高いクランプ荷重と耐振動性を提供します。 製品を見る→

アンカーボルトと拡張ボルト

アンカー ボルトは構造荷重をコンクリートに伝達します。現場打ちアンカーは湿ったコンクリートに配置されますが、拡張アンカーはドリルで開けられた穴に入り、ナットにトルクがかかると機械的にくさびに入ります。炭素鋼、亜鉛メッキの頑丈な固定アンカー ボルトは、コンクリートの床や壁に手すり、ブラケット、機器を取り付けるための標準ソリューションです。

炭素鋼亜鉛メッキ強力固定アンカーボルト(4本組) 各セットには、ボルト、ワッシャー、ナット、および締め付け時に拡張する円筒形シールドが含まれており、手すり、ブラケット、および機器取り付け用のコンクリートに確実に固定できます。 製品を見る→

キャリッジボルト、プラウボルト、Tヘッドボルト

キャリッジボルトは丸い頭と木材に食い込む四角い首を備えているため、ナット側に必要なレンチは 1 つだけです。プラウボルトも同じスクエアネック原理を使用していますが、凹部に平らに配置された皿頭が付いています。これらは摩耗プレート、刃先、太陽光発電取り付けフレームに広く使用されています。 T ヘッド ボルトは、T スロットまたはチャンネル レールに滑り込み、機械の固定具、クランプ、およびソーラー ラックに表示されます。フラッシュシートと高い引張強度を組み合わせる必要がある場合、グレード 12.9 の亜鉛メッキプラウ ボルトがよく選ばれます。

グレード 12.9 亜鉛メッキ皿頭角首プラウ ボルト 皿頭と四角い首を備えたこの高張力ボルトは、凹部にぴったりと収まり、しっかりとグリップするため、摩耗プレート、刃先、太陽光発電の取り付けフレームに最適です。 製品を見る→

ソケットヘッド、ショルダー、アイ、U ボルト

ソケットヘッドボルトは、円筒形の頭部に内部六角ドライブを備えているため、狭いポケットや高トルクのアセンブリに最適です。ショルダーボルトには、精密研磨されたねじのないシャンクがあり、ピボットピンまたは座面として機能します。アイボルトは吊り上げポイントとして機能し、U ボルトはパイプ、シャフト、ケーブルを所定の位置に保持します。これらはそれぞれ、より限定的で明確に定義された要件に対応するものであり、あるものを別のものに置き換えると、通常はインストールの問題が発生します。

ボルトの材質と強度等級

ヘッドの形状によってボルトの取り付け方法が決まります。接続が負荷に耐えられるかどうかは、材質とグレードによって決まります。ほとんどの工業用ファスナーには炭素鋼と低合金鋼が使用されますが、最大強度よりも耐食性が優先される場合は 304 ステンレス鋼が指定されます。

メートル単位の強度グレードがヘッドに刻印されています。グレードの最初の桁は、最小引張強度を数百メガパスカルで表します。 2 番目の桁は、降伏強度と引張強度の比を表します。グレード 8.8 ボルトの最小引張強さは 800 MPa、降伏強さは 640 MPa です。 10.9 まで上げると、引張 1000 MPa と降伏 900 MPa が得られ、従来のスケールの最上位であるグレード 12.9 では、引張 1200 MPa と降伏 1080 MPa が得られます。

実際的な意味は、グレードが高いほど自動的に優れているわけではないということです。強度が高くなると硬度が高くなり、通常は延性が低下するため、ファスナーは位置ずれ、衝撃荷重、不十分な表面処理に対してより敏感になります。

表面仕上げと腐食防止

強度グレードは、ボルトが初日にどれだけの荷重に耐えられるかを示します。表面仕上げによって、数か月にわたる湿気、塩水噴霧、化学物質への曝露後にその強度がどの程度残るかが決まります。光沢のある亜鉛めっきは、屋内の機械や軽く露出した構造物に最も一般的な保護層です。溶融亜鉛めっきは、より厚い亜鉛コーティングを堆積させ、屋外の鉄鋼製品の標準です。黒色酸化膜は腐食防止効果はほとんどありませんが、良好な潤滑性ときれいな外観を与えます。過酷な環境では、ステンレス鋼はどのコーティングよりもシンプルで信頼性が高くなります。

沿岸プラント、除氷された道路、化学処理ラインでは、亜鉛メッキとステンレスのファスナーの違いは、使用年数で測ることができます。同じ原則がジョイント内のすべてのコンポーネントに適用されます。有益なレビュー 過酷な環境において耐食性材料の選択が重要な理由 その選択が実際にどのように影響するかを説明します。

適切なボルトの種類を選択する方法

漏れがないように、固定された順序で選択を進めてください。

1. ジョイントが何をしなければならないかを定義します: せん断の保持、張力の保持、回転の許可、または頻繁な分解の許可。
2. 設置環境を特定します: 屋内、屋外、海洋、化学物質、または高温。
3. 必要なクランプ力を計算し、それ以上の安全マージンを持ったグレードを選定してください。
4. 工具のアクセスとクリアランスを確認し、スペースに合わせたヘッド形状とトルク方法を選択してください。
5. 標準カタログ パーツが要件をカバーしているかどうか、またはカスタム ジオメトリが正当であるかどうかを決定します。

練習では２つのミスが何度も現れる。 1 つ目は、仕上げを無視して強度を過剰に指定することです。平凡なコーティングを施した 12.9 ボルトは、溶融亜鉛メッキを施した 8.8 ボルトが損傷を示す何年も前に腐食で破損する可能性があります。 2 つ目は、すべてのジョイントを標準の六角ボルトで埋めることができると仮定しています。太陽電池アレイ、自動車のシャーシブラケット、および油圧オイルパイプの接続では、設置スペースが非常に狭いか、負荷経路が非常に特殊なため、標準的なヘッド形状では機能できないことがよくあります。

そこが カスタムボルトの製造 が現実的な答えになります。冷間圧造能力、複数のダイステーション、鋼とステンレスのグレードにわたる経験を備えたサプライヤーは、プロジェクトをエンジニアリング演習に変えることなく、正しい強度レベルと仕上げで必要な形状を再現できます。

結論

ボルトの選択は一連のトレードオフであり、単一の最も強力なオプションを探すものではありません。頭部の形状によって、ボルトの取り付けと保守が可能かどうかが決まります。ねじの形状によって荷重がどのように伝達されるかが決まります。強度グレードは、どれだけの荷重に耐えられるかを決定します。そして終了は、その負荷をどれだけ長く持ち続けるかを決定します。カタログではなくアプリケーションから始めます。環境に名前を付け、荷重を計算し、ツールへのアクセスを確認してから、ボルトのタイプと仕様を選択します。