あ 平ワッシャーは
平ワッシャーが曲がったり、皿ができたり、亀裂が入ったりする理由 ワッシャーの故障のほとんどは、局所的な応力が高くなりすぎるときに始まります。ワッシャーの強度やサポートが不十分である可能性があります。ジョイントの形状により、小さな領域に力が集中する場合もあります。
曲げやディッシングは通常、過剰なまたは不均一なベアリング応力を意味します 平ワッシャーは、ナットまたはボルトの頭の下に圧縮力を伝えます。理想的には、この力は安定した座面全体に広がります。ワッシャーの下の素材が継続的にサポートしているため、ワッシャーは平らなままです。このサポートが不均一になると、問題が発生します。
片側に大きな力がかかると、ワッシャーが曲がる可能性があります。また、外径の一部が支持されていない領域にはみ出した場合にも曲がる可能性があります。これにより、小さな板状の曲げ状態が作成されます。
料理はよりローカライズされています。ワッシャーは中心の周りに浅いカップを形成します。ボルト穴に向かって中心が下に移動する場合があります。外縁はほとんど変化しないままであってもよい。
いくつかの条件によってこのパターンが発生する可能性があります。
過剰なボルトの予圧: ベアリングの圧力がワッシャーの抵抗力を超えます。
ワッシャーの硬度が低い: ナットまたはボルトの頭の下で材料が降伏します。
厚さが不十分: ワッシャーが薄いと、負荷がかかるとたわみやすくなります。
不十分な表面サポート: ワッシャーの一部が隙間または損傷した穴にまたがっています。
ベアリング接触が小さい: 狭い接触ゾーンに力が集中します。
トルクだけですべてのワッシャーの変形を説明できるわけではありません。 2 つのジョイントは同じトルク設定を使用できます。しかし、彼らの洗濯機は非常に異なるストレスレベルを経験する可能性があります。潤滑によってトルクとプリロードの関係が変化します。糸の状態も変わることがあります。ワッシャーの寸法と硬さは、予圧がどのようにジョイントに到達するかを決定します。
ひび割れは通常、より深刻なストレス状態を示します 亀裂は通常の塑性変形とは異なります。曲がったワッシャーは形状が変化しますが、連続したままです。ひび割れたワッシャーは実際に材料の分離を経験しています。亀裂は多くの場合、応力が集中した領域の近くで始まります。内径は一般的な位置の 1 つです。パンチング中に作成されたエッジも開始点になる可能性があります。
考えられる原因は次のとおりです。
非常に高い局所的な圧力。
ワッシャーのエッジが鋭利または損傷している。
過度の硬度と低い延性。
不適切な熱処理。
使用中に繰り返し曲げる。
局所的な断面強度を低下させる腐食ピット。
既存の製造上の欠陥。
柔らかいワッシャーはひび割れする前にひび割れする可能性があります。非常に脆いワッシャーは異なる動作をする可能性があります。目に見える変形が明らかになる前に、骨折が発生する可能性があります。この区別は、障害分析時に役立ちます。滑らかな料理は譲歩を示唆しています。周囲の変形がほとんどない鋭い亀裂は、材料を詳しく検査する価値があります。
ワッシャーのサイズだけでは耐荷重が決まりません。硬度と厚さも同様に重要です。大きなワッシャーでも柔らかすぎると変形する可能性があります。硬いワッシャーは、サポートされていないスパンに対して薄すぎる場合にも破損する可能性があります。
ワッシャーが柔らかすぎると、高いクランプ荷重がかかると変形する可能性があります ボルトの予圧により座面の下に圧縮圧力が発生します。適切なワッシャーは、過剰な永久的な凹みを生じることなく、その圧力に耐える必要があります。ワッシャーの硬度が低すぎると、金属が降伏する可能性があります。ナットの下の領域が沈む可能性があります。ワッシャーが若干円錐状になる場合があります。
ワッシャーの変形がジョイントの沈下に寄与する可能性があるため、これは重要です。ボルトは組み立て後に保持されている予圧をいくらか失う可能性があります。高強度のファスナーを使用する場合、このリスクはさらに重要になります。これらのボルトにより、かなりのクランプ荷重が発生する可能性があります。汎用のソフトワッシャーでは同じジョイントに適合しない場合があります。
ASTM F436/F436M は、機械的および構造的締結用途の硬化鋼ワッシャーに対応しています。仕様には、化学的、機械的、寸法、および硬度の要件が含まれます。このため、 ASTM F436/F436M 平ワッシャーは、
ただし、硬さだけを見てはいけません。硬すぎると、材料条件によっては延性が低下する可能性があります。正しい仕様では、硬度、強度、寸法要件のバランスが取れています。 Topbolt では、100 HV、200 HV、300 HV レベルを含む平ワッシャー オプションを提供しています。当社の現在の製品群には、ASTM F436/F436M、SAE USS、DIN 平ワッシャーも含まれています。
厚さで曲げに対する抵抗を制御 厚さはワッシャーの剛性に大きく影響します。薄いワッシャーは、サポートされていない領域でより簡単に曲がります。特大の穴の上にワッシャーが乗っているところを想像してください。その内部セクションは完全にはサポートされていません。締め付けると、ワッシャーがその開口部に向かって押し込まれます。通常、ワッシャーが厚いほど、この曲げに強く耐えられます。ただし、厚さは接合部の設計および管理基準と一致する必要があります。外径も重要です。幅の広いワッシャーを使用すると、より多くの表面積に圧力を分散できます。ただし、外径が大きいからといってディッシングが自動的に防止されるわけではありません。
重要な要素が連携して機能します。
ワッシャーの厚さ。
ワッシャーの硬さ。
外径;
内径;
ナットベアリング直径;
ボルトヘッドのベアリング直径。
ワッシャーの下の穴のサイズ。
これは、次のことを考えるときに重要です。 DIN125A/DIN9021平座金
不十分なサポートと穴の形状によりワッシャーが皿状になる仕組み 洗濯機の故障の多くは、洗濯機の内部ではなく、その下から始まります。ジョイントに大きな穴がある場合があります。スロットや破損したエッジが含まれている可能性があります。表面に凹凸がある場合もあります。これらの条件により、ワッシャーをサポートする面積が減少します。
特大のスロット穴によりワッシャーの一部がサポートされないままになる ワッシャーは、その下面が安定した面に置かれているときに最もよく機能します。ワッシャーの一部が開口部にまたがる場合、その動作は変化します。ワッシャーは小さな円板のように動作し始めます。クランプ力はボルト付近を下に押します。周囲のジョイントはワッシャーをさらに外側に支持します。それらの間のサポートされていない領域は曲がる可能性があります。
これは一般的に次のような場所で発生します。
特大のボルト穴。
長穴。
細長い穴。
磨耗した穴。
プレートの端が損傷している。
穴は端の近くに配置されます。
特大の穴には特に注意が必要です。組み立てに十分なクリアランスが得られる場合があります。ただし、ワッシャー ID 付近のサポートが低下する可能性もあります。
ASTM F436/F436M には、特大の穴を含む特定の構造用途向けに極厚ワッシャーの規定が含まれています。これは、ワッシャーの形状と穴の状態を一緒に評価する必要がある理由を示しています。外径を大きくすると被覆率が向上します。これは、一部の接合部で大径ワッシャーが役立つ理由を説明しています。しかし、直径だけでは十分ではありません。ワッシャーには適切な厚さと硬さが必要です。
簡単な断面図は違いを説明するのに役立ちます。
関節の状態
ワッシャーサポート
考えられる結果
通常の丸穴
広くて均一
ワッシャーは平らなまま
特大の穴
ワッシャーID付近の減少
ディッシングが発生する可能性があります
長穴
不均一または方向性がある
曲がりが発生する可能性があります
エッジの損傷
ローカルサポートの損失
片側歪み
ワッシャーは平らでない表面に設置される場合もあります。バリがあると片側が持ち上がる可能性があります。溶接スパッタにより高点が発生する可能性があります。塗装が厚いと完全に接触できない場合があります。曲面または角度のある表面でも同様の問題が発生します。
締め付けが始まると、ワッシャーは数か所のみで表面に接触します。そこに圧力が集中します。その後、ワッシャーは表面に適合しようとします。片側が下に曲がることがあります。別の地域ではほぼ横ばいが続く可能性がある。
一般的な設置条件は次のとおりです。
部分的に端に載っているワッシャー。
フィレットまたはラジアスに接触するワッシャー。
穴に斜めに入るボルト。
ナットはわずかに傾いて座っています。
ワッシャーの下にゴミが閉じ込められている。
コーティングの厚さが不均一になる。
このタイプの障害は、誤診されやすいことがよくあります。ワッシャーが弱いように見えるかもしれません。実際には、支持面が変形の原因でした。より硬いワッシャーを取り付けると、症状が一時的に隠れる場合があります。基礎となるジオメトリは修正されません。
締めすぎ、位置ずれ、使用負荷によるワッシャーの損傷 ワッシャーの損傷は取り付け中にすぐに現れます。その他の障害は、保守中にゆっくりと発生します。変形がいつ現れたのかを知ることは、原因を絞り込むのに役立ちます。
一般に、締め付けトルクを増加すると、制御された条件下でボルトの予荷重が増加します。プリロードが大きくなると、軸受圧力も上昇します。最終的に、ワッシャーは降伏限界に達する可能性があります。これは、変形したすべてのワッシャーが単に「過剰トルク」だったという意味ではありません。トルクはボルトの張力を生み出す間接的な方法にすぎません。
いくつかの変数が最終的なプリロードに影響します。
ネジ部の潤滑。
表面コーティング。
糸の状態。
ボルトのグレード。
ナットの状態。
締め付け方法。
ナットの下の摩擦。
インパクトツールを使用すると、制御がより困難になる場合があります。オペレータは、十分な予圧に達した後も締め付けを続けることができます。マルチボルト接続では別の問題が発生します。組み立て中にファスナーの荷重が均等に分散されない場合があります。近くの留め具が緩んだままであるにもかかわらず、1 つのボルトに大きな負荷がかかることがあります。そのワッシャーには局所的な応力が大きくなる可能性があります。
設置直後に目に見える変形は、通常、次の領域の 1 つ以上を指します。
1. 間違ったワッシャーの選択。
2. 過剰なクランプ荷重。
3. 不均一なベアリング接触。
4. 表面のサポートが不十分です。
技術者は、ワッシャーの仕様を変更する前に、アセンブリ全体を確認する必要があります。
ワッシャーは取り付けに耐えても、後で故障する可能性があります。振動、衝撃、横方向の動きにより、荷重が繰り返し変化する可能性があります。熱膨張でも同様のことが起こります。組み立て中にすでに曲がったワッシャーはさらに脆弱になります。動作を繰り返すと損傷部位付近に応力が集中します。
内径はしばしば特に注目されます。ボルトのシャンクと主軸受ゾーンの近くに位置します。小さな周期的な動きにより繰り返しの曲げが発生する可能性があります。十分なサイクルを繰り返すと、亀裂が発生する可能性があります。
これにより、次の 3 つの有用な障害タイムラインが作成されます。
すぐに曲がる: 多くの場合、取り付けやサポート不足に関連しています。
進行性のディッシング: 多くの場合、沈下または継続的な支持圧力に関連しています。
後の亀裂: 繰り返しの動きや周期的なストレスを示している可能性があります。
すべてのサービスクラックが製造中に発生したとは考えないでください。周囲の関節は多くの場合、有用な証拠を提供します。磨かれた接触跡を探します。穴の周りにフレッティングがないか確認してください。隣接するワッシャーにも同様の損傷がないかどうかを検査します。これらの標識は、組み立て後の動きを示している可能性があります。
材料および製造上の問題がどのように亀裂を引き起こすのか 最初にジョイントの形状を確認する必要があります。ただし、ワッシャーの材質や製造条件に起因する故障もあります。同じバッチで繰り返し障害が発生した場合は、詳しく調査する必要があります。
過度の硬度またはエッジの欠陥により、破損マージンが減少する可能性があります ワッシャーには、軸受圧力に耐えるのに十分な硬度が必要です。用途に応じた適切な靭性も必要です。材料の状態が脆くなりすぎると、応力によって変形が制御されずに亀裂が発生する可能性があります。熱処理はこの動作に影響を与える可能性があります。管理が不十分だと、生産ロット全体で硬度が不均一になる可能性があります。
スタンプされたワッシャーエッジも重要です。内径は通常、打ち抜きまたは同様の成形操作によって製造されます。エッジの品質が低いと、バリ、裂け目、または局所的な不規則性が生じる可能性があります。これらの機能はストレスを引き起こす原因となります。高いクランプ荷重がかかると、これらの場所のいずれかで亀裂が始まる可能性があります。周期的な読み込みにより、さらに拡張することができます。腐食により、別の局所的な弱点が生じる可能性があります。表面のピットにより、材料の有効厚さが減少します。また、急激な応力集中も生じます。
ただし、通常の表面腐食を自動的に責めるべきではありません。結論を出す前に亀裂の発生源を検査してください。
最も役立つ質問は次のとおりです。
クラックは内側のエッジから始まりましたか?
目に見えるバリはありますか？
ワッシャーが異常に硬かったり脆かったりしませんか?
複数のワッシャーに同じ亀裂パターンが見られますか?
故障したワッシャーはすべて 1 つのバッチからのものですか?
亀裂付近に腐食が集中していませんか？
これらの観察は、洗濯機の品質の問題を接合部の設計の問題から区別するのに役立ちます。
故障箇所から重要な診断の手がかりが得られる 損傷の形状と位置によって、荷重状態が明らかになることがよくあります。均一な浅い皿は、幅広い支持圧力を示唆します。片側の曲がりはサポートが不均一であることを示します。内径近くの亀裂は、局所的な応力が集中している可能性があります。また、エッジの品質が低下する可能性もあります。外側のエッジの亀裂は別のレビューに値します。ワッシャーがサポートされていない領域で曲がっていた可能性があります。
複数のワッシャーにわたって同じ亀裂が繰り返される場合は特に重要です。これらは硬さ試験や寸法検査を正当化する可能性があります。 1 つの異常な接合部にある 1 つのワッシャーが故障していることは、別の経路を示唆しています。まず、その特定のインストールを確認することから始めます。
次の表は、実際的な最初のレビューを示しています。
観察された状況
最初に確認すべき考えられる原因
検査すべき証拠
均一な浅皿
高い軸受圧力またはソフトワッシャー
硬さ、厚さ、予圧
片側曲げ
位置ずれまたは不均一なサポート
表面平面度、ボルト角度
ワッシャーが穴に引き込まれた
穴が大きすぎる、またはカバー範囲が不十分である
穴サイズ、外径、厚さ
内径付近の亀裂
局所的な応力またはエッジ欠陥
バリ、ベアリング痕、硬さ
複数の同一の亀裂
材料またはプロセスの問題
バッチ記録、寸法、熱処理
長期使用後の亀裂
繰り返される関節の動き
フレッチング、プリロード損失、振動
この表は出発点であり、最終的な診断ではありません。同じ関節に複数の原因が存在する可能性があります。
繰り返しの洗濯機の故障を診断して防ぐ方法 損傷したワッシャーの交換は簡単です。同じ失敗を防ぐには、原因を突き止める必要があります。まずは失敗した部分を保存することから始めます。検査前に平らにしたり研磨したりしないでください。
ワッシャーを交換する前にジョイント全体を検査してください 実際の検査は次の順序で行うことができます。
1. 故障の形状を特定します。 曲がり、ディッシング、亀裂、または複合損傷を記録します。
2. 損傷した領域を特定します。 ボルトの頭、ナット、穴と比較してください。
3. ワッシャーの寸法を測ります。 内径、外径、厚みを確認してください。
4. 硬度要件を確認します。 指定ワッシャーグレードまたは適用規格をご確認ください。
5. 穴を測定します。 サイズ超過、溝、磨耗、伸びを確認してください。
6. 座面を検査します。 バリ、塗料の堆積、溶接スパッタ、または曲率を見つけます。
7. ファスナーを見直してください。 ボルトのグレード、ナットの種類、ベアリングの寸法をご確認ください。
8. 締め付け記録を確認します。 トルク設定や組立手順を確認してください。
9. サービスの証拠を検査します。 フレッチング、動き、腐食、緩みがないか調べてください。
このシーケンスにより、よくある間違いが 1 つ防止されます。購入者は、故障直後に厚いワッシャーを指定することがあります。この解決策は場合によっては機能するかもしれません。また、本当の問題が放置される可能性もあります。
同じワッシャーを再度取り付けるのではなく、原因を解決してください 修正措置は実際の障害メカニズムと一致する必要があります。ワッシャーが柔らかすぎる場合は、必要な硬さを使用してください。穴が大きすぎる場合は、ワッシャーのサポートを改善するか、指定された構造配置を使用してください。座面に凹凸がある場合は座面を修正してください。予圧が過大な場合は締め付け手順を見直してください。ワッシャーに繰り返し亀裂が入る場合は、ワッシャーの硬さとエッジの状態を点検してください。バッチテストも正当化される場合があります。ワッシャーの規格が異なれば、用途のニーズも異なります。
SAE USS 平ワッシャーは、 多くの機械または建設アセンブリに適しています。 DIN 125A は、別の一般的な寸法形式を提供します。 DIN 9021 では、外径が大きくなり、表面被覆率が向上します。 ASTM F436/F436M は、要求の厳しい機械的および構造的な締結用途に使用される硬化鋼ワッシャーをカバーします。 ASTM では、仕様の一部として硬度と寸法要件を特定しています。
これらの製品は、同じボルト径に適合するという理由だけで互換性があるものとして扱うべきではありません。 Topbolt では、SAE USS、DIN 125A/DIN 9021、ASTM F436/F436M ワッシャーのオプションと、カスタマイズされたサイズ、材質、仕上げを提供しています。これにより、ワッシャーの形状を実際のジョイントの要件にさらに近づけることができます。
最終購入チェックリストを使用すると、失敗の繰り返しを減らすことができます。
調達チームは代替ワッシャーを承認する前にこれらの点を確認する必要があります。寸法が一致しているだけでは、同等のパフォーマンスが保証されるわけではありません。
結論 曲がったワッシャーや皿ワッシャーは、通常、過剰なベアリング負荷または不十分なサポートを示します。亀裂は多くの場合、応力集中、材料の問題、または繰り返しの使用負荷を示しています。ワッシャーの外観だけでは根本原因を確認することはできません。硬度、厚さ、直径、穴の形状、表面サポート、ボルトのプリロードを一緒にチェックします。より厚いまたはより硬いワッシャーを選択する前に、接合部全体を検査してください。正しい 平ワッシャーは ボルト接続全体に適合する必要があります。 Ningbo Topbolt Metalworks Co., Ltd. は
よくある質問 Q：平座金を締めると曲がるのはなぜですか？ A: 平ワッシャーが曲がる可能性があります。 ボルトの予圧によって過度のまたは不均一なベアリング応力が生じると、硬度が低い、厚さが不十分、表面サポートが不十分、または穴が大きすぎると、変形のリスクが高まる可能性があります。
Q: 平ワッシャーが皿状またはカップ状になる原因は何ですか? A: 平ワッシャーは 、クランプ力が集中してサポートされていない領域に押し込まれると、皿状になることがあります。一般的な原因としては、大きすぎる穴、柔らかい素材、または不適切な厚さがあります。
Q: 平ワッシャーが単に曲がるのではなく、なぜ亀裂が入るのですか? A: 平ワッシャーに亀裂が生じる可能性があります。 局所的な高い応力が脆い材料、エッジの欠陥、繰り返しの荷重、または不十分なサポートと組み合わされると、亀裂は、単純な塑性変形よりも詳しく検査する価値があります。
A: はい。ワッシャーが柔らかすぎると、高強度のファスナーを使用すると変形する可能性があります。 などの強化オプションは ASTM F436/F436M 平ワッシャー 、要求の厳しいベアリング荷重にさらに耐えます。
Q: 曲がったり亀裂が入ったワッシャーは単に交換する必要がありますか? A: 交換だけでは問題が解決しない場合があります。別の SAE USS または同様のワッシャーを取り付ける前に、穴の形状、ボルトの予圧、表面の平坦度、ワッシャーの硬さ、およびサービス動作を検査してください。
