ロックワッシャーと平ワッシャー: 主な違い、用途、組み立て順序のヒント

ほとんどの組立作業台や現場のトラックでは、洗濯機の箱が並んで配置されています。一方には DIN 125 平座金が、もう一方には DIN 127 スプリング ロック ワッシャーが配置されています。新しい購入者にとって、それらは交換可能に見えます。そうではありません。ロックワッシャーと平ワッシャーの決定により、ボルト接合部が耐用年数全体にわたってどのように動作するかが決まります。1 つのワッシャーは圧力を管理し、もう 1 つは回転と闘い、検査時に間違ったワッシャーを選択することはめったにありません。それは 2 年後、振動するコンベアのブラケットが緩み始めたときに現れます。

このガイドでは、機能、形状、管理基準、実際の振動挙動に関して 2 つのタイプを比較し、製造現場に直接渡すことができる積み重ね順序について説明します。すべてのサイズの例では、共通のメートル単位のハードウェア (プロパティ クラス 8.8 の M8、M10、および M12 ボルト) を使用しています。

平ワッシャーの役割: 荷重の分散、表面の保護

平ワッシャーは、両面が平らな薄い平らなリングで、ボルトまたはナットの締め付け力をより広い支持領域に分散させ、接合面を傷や埋め込みから保護します。

数字は単純です。 M8 ボルト用の DIN 125A ワッシャーの内径は 8.4 mm、外径は 16 mm、厚さは 1.6 mm です。その役割は算術的です。同じクランプ荷重がより広い領域に分散されると、表面圧力が低下するため、アルミニウム、木材、板金、プラスチックなどの柔らかい基材がナットの下で傷ついたり引き抜けたりすることはありません。

ワッシャーによって実際に追加される面積はどれくらいですか? DIN 125 ワッシャー寸法に対して標準ナット面 (dw) 寸法を使用すると、有効軸受面積は M8 と M10 で 2 倍以上、M12 でほぼ 3 倍になります。

平ワッシャーが適している場所:

• 柔らかいまたは薄い基材: アルミニウム押出材、木材、石膏、プラスチックのアセンブリ
• 裸のナットが通り抜ける可能性のある特大のスロットまたは細長い穴
• 締め付け中に摩耗してはならない、塗装、陽極酸化、または亜鉛メッキされた面
• 一貫したトルクと張力の挙動が重要となるあらゆるアセンブリ

DIN125 / GB97.1 平ワッシャー これらのドイツ標準の平ワッシャーは、ボルトとナットの荷重を分散し、合わせ面を摩耗から保護し、接合部の安定性を向上させるため、平ワッシャーが使用される場所では基本的な選択肢となります。 製品を見る→

ロックワッシャーの役割: 逆戻りに対抗するスプリング

ロックワッシャーは、ナットまたはボルトの頭部を押し返して意図しない回転を防ぐ、硬化ばね鋼の分割されたらせん状コイル状のリングです。

M8 ボルトの場合、DIN 127 リングの厚さは約 2.0 mm です。設計上のアイデアは、ナットの下に生のバネ力を加えるというものです。実際には、話はもっと控えめです。ナットが最大トルクに達すると、コイルはすでにほぼ水平に平らになります。経験豊富なフィッターは、最終トルクによってフラット リングに近い動作をすることを知っています。そのため、ロック動作のほとんどは、残りのスプリング トラベルによってではなく、端の噛み込みによって行われます。

このバイトは、機械のフレーム、固定ブラケット、ハウジングなど、部品があまり滑らない、硬い接合部、鋼と鋼の場合に役立ちます。柔らかい表面では、端が基材に食い込み、バリが生じ、緩みにくくなるというよりも簡単になる可能性があります。

実際の場所では、スプリング ロック ワッシャーが依然として意味を持ちます。

• 軽い断続的な振動にさらされる剛性の高い鋼と鋼の接合部
• 卓越トルクナットが手元にない場合の重要ではない改造
• ナットが回転部材となるスルーボルト接続

DIN127 スプリングロックワッシャー 内部拡張タイプと外部拡張タイプがあり、これらの硬化スプリング ワッシャーはナットやボルトを押し返して振動による緩みを防ぎ、ここで説明する実用的な場所に最適です。 製品を見る→

ロックワッシャーと平ワッシャー: 並べて比較

主要な違いは簡単に言うことができます。平ワッシャーは圧力と表面の損傷を制御し、ロックワッシャーは緩みを防ぎ、どちらも他方の仕事をすることができません。

ばね座金について振動試験が示すこと

実験室の横振動試験では、スプリット ロック ワッシャーが予荷重の大部分を失う可能性があることが繰り返し示されています。そのため、エンジニアはこれを重要なジョイント ソリューションではなく、軽量のロック補助具として扱っています。

ユンカー試験として知られる DIN 65151 試験では、ジョイントをクランプし、制御された振幅で横方向に振動させ、センサーが残留クランプ力を記録します。広く再現された曲線では、ヘリカル スプリング ワッシャーを備えたアセンブリでは予圧が初期に急激に低下し、多くの場合、運転の最初の段階で初期値のほんの一部にまで低下します。同じジョイントは、スプリット リングを使用せずに正しくトルクをかけると、クランプ力をはるかに長く保持します。

この結果を生み出す要因は 2 つあります。コイルは組み立てトルクですでに平らになっているため、動きを吸収するための移動量はほとんど残されていません。また、横方向の滑りの下では、回転部品が小さなエンドバイト摩擦を克服し、ジョイント内にスロット付きの応力を高めるシムを残します。

購入時のポイント: ロック ワッシャーは静的で剛性の高いジョイントに使用し、振動負荷の実際の予算は、卓越トルク ナット、適切なクランプ長を備えたフランジ付きファスナー、およびトルク制御されたアセンブリに費やします。

ロックワッシャーと平ワッシャーの実際: ボルトへの重ね順

作業現場でのデフォルト: ボルト頭の下に平ワッシャー、ナットの下にスプリング ロック ワッシャー、そしてロック ワッシャーと柔らかい表面または仕上げ面の間に 2 番目の平ワッシャー。

DIN933 / DIN931 六角ボルト 全ねじ DIN933 および半ねじ DIN931 六角ボルトは、フラット プラス ロック ワッシャーのスタッキング配置とうまく組み合わせて、製造現場でのより高いトルク、負荷、および長い接続に対応します。 製品を見る→

材質とコーティング: 作業環境に合わせたワッシャー

ワッシャーの材質は、ボルトと環境の両方に適合する必要があります。屋外および湿地帯ではステンレス鋼、屋内ではコーティングされた炭素鋼、高力ボルトの下には硬化鋼が使用されます。

• 屋外、沿岸、湿気の多い場所、または洗い流される場所にはステンレス鋼 (通常は 304) を使用し、セット全体をステンレスに保つため、隙間腐食が起こりにくいです。
• 亜鉛メッキなどのコーティングされた炭素鋼。乾式屋内アセンブリ用。ボルト自体のコーティングと一致しているため、一部の部品が先に腐食することはありません。
• 特性クラス 8.8 および 10.9 のボルトの下にある完全硬化鋼製ワッシャー。硬化していないワッシャーが埋め込まれてベアリング領域を失うため。

コーティングの選択は、ネジと同じコストと腐食のトレードオフに従います。ステンレス、亜鉛メッキ、亜鉛メッキの比較は、予算とサービス環境を比較検討する場合の計算を示します。

よくある質問

ロックワッシャーと平ワッシャーは併用できますか？

はい、それは一般的です。平ワッシャーは接合面に面します。ロックワッシャーはナットに接して位置するので、端が噛み込むことができます。表面が柔らかい場合は、ジョイントとばね座金の間に平座金を入れてください。

ロックワッシャーはナットの下にありますか、それともボルトの頭の下にありますか?

ナットは締め付けや整備中に回転する部品であるため、通常はナットの下にあります。普通のボルト頭の下でも機能しますが、ナット側はほとんどの図面が従う慣例です。

バネ座金は再利用できますか？

単回使用として扱ってください。平らになったり、亀裂が入ったり、目に見えて噛み込まれたりすると、スプリング力やきれいな噛み込みができなくなり、再利用されたリングはメンテナンス中に接続の緩みが見つかる繰り返しの原因になります。

ボルト締結には必ずロックワッシャーが必要ですか?

いいえ、適切なトルクを備えた剛性の静的ジョイントは、多くの場合決して緩みません。回転の危険性がある場合にのみロックを追加し、実際の問題が緩みではなく面圧である場合には、常に平ワッシャーが正しい答えであることを覚えておいてください。