ファスナーの選択に影響を与える要因は何ですか？

ファスナーを選択することは、BOMリストに箱を刻むだけではありません。荷物の下で失敗した、早すぎる錆びた、またはメンテナンス中にバラバラになることを拒否したジョイントを扱ったことがあるなら、 'Small Stuft 'が実際にどれだけ重要であるかをすでに知っています。実際のアプリケーションでは、適切なファスナーは、寸法と価格以上のものです。それは、物質的な行動、環境露出、設置ツール、将来の保守性に関するものです。

この記事では、すべてのサイズに適合した回答を提供しません。代わりに、それは考える価値のある現実世界の要因をレイアウトします。そのため、次回ボルト、ネジ、またはリベットを選ぶときは、それは単なる推測ではありません。

ファスナー材料について何を知っておくべきですか？

メタルを使用している場合は、混合しているものに注意してください

ファスナーを選択するとき、最も重要なものの1つであり、しばしば見落とされがちです - ステップは、ファスナー材料が参加している部品と一致するかどうかを確認しています。強さやコストだけではありません。また、金属がインストールされると仲良くなるかどうかについてもあります。

たとえば、標準の亜鉛コーティングボルトでアルミニウム部品を接続し、アセンブリが屋外や湿度の高いスペースに接続すると、数か月後に関節の周りの腐食に気付くかもしれません。それはガルバニック腐食です。それは、異なる金属が水分で互いに反応し、予想よりも速く分解し始めたときに起こります。

これを回避するには、部品と同じ素材から作られたファスナーを選択するか、少なくともそれらが互換性があることを確認する必要があります。アルミニウムフレームの場合、陽極酸化されたアルミニウムボルトを使用するか、ナイロンワッシャーと接触点を分離することをお勧めします。ステンレス鋼のアセンブリの場合、ステンレスボルトに固執する方が安全です。部品が塩や化学物質に曝露する場合は、グレードが一致することを確認してください。

異なる材料のパフォーマンスは異なります。優先順位に基づいて選択します

いくつかの一般的なファスナー材料の簡単な概要と、決定を下す際に知っておくべきことを次に示します。

乾燥した屋内環境で働いていて、コストを低く抑えようとしている場合、炭素鋼は通常問題ありません。しかし、屋外での使用のために何かを組み立てている場合、または錆びずに5〜10年続けなければならないものは、ステンレスまたは亜鉛コーティングされた代替品を見たいと思うでしょう。

また、チームがプラスチックパネルやハウジングを組み立てている場合、そのために特別に作られたファスナーがあります。それらは部品を損傷することなくスレッドを形成します。ネジのジオメトリが材料の厚さと柔らかさに一致することを確認する必要があります。

環境条件：ファスナーが問題になる場所

屋外に行く場合、錆は単なるリスクではありません。それは保証です

どのファスナーを使用するかを決定する前に、製品がどこで使用されるかを考えてください。乾燥した倉庫に座る場合は、ほとんどすべてのファスナーが行います。しかし、それが外に、またはワークショップ、工場、さらにはキッチンに向かっている場合、moistureは無視できないものです。

あなたはおそらく自分でそれを見たことがあります：他のすべてがまだ新しいように見えるにもかかわらず、ほんの数週間後に錆び始めるボルト。ファスナーが環境を処理できないときにそれが起こります。そして、腐食が始まると、停止しません。広がり、関節を弱め、将来のメンテナンスをより困難にします。

あなたの部品が雨、湿度、または化学物質にさらされている場合、多くのコーティングのタッチアップや塗料を必要とせずに腐食に抵抗するものを選択する必要があります。ほとんどの場合、ステンレス鋼は頼りになるオプションですが、すべてのステンレスが同じではありません。 304ステンレスは一般的な使用に適していますが、塩水または海洋環境では、316ステンレスがはるかに優れた選択です。

コーティングされたファスナーを検討することもできます。亜鉛メッキは、中程度の保護のために一般的です。ホットディップ亜鉛めっきボルトは腐食に対して強くなりますが、通常は厚くなり、きついクリアランスには機能しない可能性があります。

ここでの重要なのは、自問することです。「このファスナーが直面する最悪の状態は何ですか？」それには水、塩、洗浄液、または極端な湿度が含まれている場合、材料とコーティングの決定はそれを反映する必要があります。

熱、寒さ、化学物質への曝露は忘れがちですが、修正するのは難しいです

温度のスイングは、ほとんどの人が気づいているよりも留め具に影響します。部品がエンジンコンパートメント、屋外ジェネレーター、または高熱の備品に入っている場合、その熱は材料を絶えず拡張して収縮します。これにより、スレッド、ワープアライメント、または時間の経過とともにファスナーを疲労下に壊すことさえあります。

反対に、非常に寒い環境では、いくつかの材料が脆く、特に低悪性度の鋼になります。冷蔵または屋外の冬の使用のために機器を組み立てている場合は、それらの温度でファスナーが評価されていることを再確認する必要があります。

と化学物質？間違ったタイプを選択した場合、ファスナーキラーです。酸、油、洗剤、および工業用クリーナーは、コーティングを通して食べたり、金属と反応したりできます。ファスナーが何にさらされるかわからない場合は、コーティングされた合金鋼や密閉ステンレスなど、保守的な選択をする方が良いでしょう。

繰り返しますが、良い決断を下すための最良の方法は、先を考えることです。あなたの製品はどこになりますか？それは何に触れますか？今後5年間で何が起こりますか？

機械的強度：それを信頼しないでください - それをチェックしてください

それは2つの部分を一緒に保持するだけではありません - それは負荷を保持しています

ファスナーを選択する際に最も簡単な間違いの1つは、「それが適合する限り、それが機能する」と仮定することです。しかし、インストールするすべてのボルトまたはリベットは、負荷のシェアを帯びます。

アセンブリが静的である場合（壁に取り付けられたブラケットのようなものがありますが、ファスナーに対する要求が予測可能です。しかし、それが可動部分である場合、または振動が関与している場合（HVACユニット、モーター、または車両など）、ストレスは垂直や水平ではありません。時間の経過とともに緊張、せん断、トルク、繰り返しの疲労について考えなければなりません。

あなたが望んでいないのは、テスト中にうまく見えるが、フィールドで数ヶ月後に伸びる、亀裂、または緩むファスナーです。これは、引張強度とせん断強度を理解することが重要になる場所です。

高負荷ジョイントの場合、合金鋼ボルトは通常、最も安全な賭けです。重量が懸念であり、負荷が中程度である場合、アルミニウムファスナーはグラムを節約するかもしれませんが、互換性とストレスの制限をダブルチェックする必要があります。同じことが長いボルトにも当てはまります。それらが長くなればなるほど、荷重下に曲がることが多いため、基本的な位置でさえ長期的な安定性に影響を与える可能性があります。

動きや振動に対処している場合は、早めに計画してください

マシンにサービスを提供しようとしたことがありますか？それは通常、トルクの問題ではありません。設計監視です。

振動が環境の一部である場合（コンプレッサー、ロボット、車両、生産機械を考えてください）、ファスナーはバックアウトせずにしっかりと保持する必要があります。これらの状況では、ロックワッシャーまたは事前に適用されたスレッドロッカーを使用することは、単なる予防策ではなく、それが不可欠です。また、特にマシンが動作していると手動の再触たちがオプションでない場合は、鋸歯状の顔または一般的なトルクロックナットを備えたフランジボルトを検討することもできます。

すべての接続をオーバービルドする必要はありません。しかし、1つのボルトがダイナミックシステムですべての力を取っている場合、それは最強の仕様を必要とするボルトです。このように考えてみてください。ファスナーは単なるコネクタではなく、ロードパスの一部です。

ファスナータイプとデザイン：サイズだけではありません

ネジ、ボルト、リベット、そして多くの悪い選択があります

あなたがしばらく組み立てや生産に参加しているなら、あなたはファスナータイプが不足していないことを知っています。しかし、これらすべてのオプションがあれば、間違ったオプションを選択するのは驚くほど簡単です。

2つのパネルに一緒に参加しているとしましょう。リベット、セルフタッピングネジ、または六角ボルトを使用できます。それらはすべて一見動作するかもしれません。しかし、そのうちの1人だけが、あなたの技術者が片側から関節に到達させるかもしれません。後で再利用可能になるかもしれません。そして、輸送中に振動に耐えるかもしれません。

片側からのみアクセスできる場合、ブラインドリベットは理にかなっています。ジョイントが後でバラバラになる必要がある場合は、機械ネジやボルトなどのねじ込みファスナーを使用してください。また、部品がアルミニウムやプラスチックのような柔らかい素材である場合は、従来のスレッドを完全に切断することを避けたいと思うことができます。

ポイントは、在庫があるものだけにデフォルトではないということです。このファスナー がインストールされた後にどのように動作するかを自問してください。圧力をかける必要がありますか？削除されますか？洗い流しますか？キャリー電流？その決定はすべてを変えます。

ドライブスタイル、ヘッドシェイプ、そしてあなたが思っている以上に重要な理由

問題を引き起こすのはファスナータイプではなく、形状です。

製品が顧客（アプライアンスカバー、自動車インテリア、看板）にさらされている場合、 ヘッドスタイルは 外観に影響します。低プロファイルのパンヘッドは、突き出た六角キャップよりもきれいに見えるかもしれません。一方、パワーツールを使用して取り付けている場合、16進ドライブまたはTorxヘッドがカムアウトとストリッピングを減らします。

これらの選択について簡単に考える方法は次のとおりです。

また、 クリアランスについて考えてください。ツールは最終的な場所でファスナーに到達できますか？ボルトを設計しやすいため、複数のアセンブリプロセスが失敗することがわかりましたが、設置中は到達することは不可能です。

挿入方法は何ですか？あなたのチーム（またはロボット）はそれをしますか？

多くの生産セットアップでは、ファスナーの選択はパフォーマンスだけでなく、効率性に関するものです。ファスナーの挿入方法は、アセンブリの時間とツールの摩耗に大きな影響を与えます。

手で挿入している場合は、スレッドがどれだけ速く関与するかを検討してください。自動リベットシステムまたはドリビングロボットを使用して部品を供給している場合は、一貫した長さ、ヘッドジオメトリ、およびフィーダーを妨害しない材料が必要です。

あなたがあなたの選択を確定する前に尋ねる価値のあるいくつかの質問：

• このファスナーは、すでに使用しているツールで動作しますか？

• ラインを遅くするか、カスタム処理が必要ですか？

• フィクスチャによって自動的に供給またはアライメントできますか？

これを間違えると、生産性を傷つけるだけではありません。後で関節を完全に再設計することを余儀なくされる可能性があります。

良いファスナーの選択が後で現れます - 何もうまくいかないとき

ほとんどの人はファスナーについて二度と考えていません。失敗するまで。しかし、動いているアセンブリでボルトが後退したり、腐食が2年間勤務して共同で食べたりすると、コストは1部あたり数セントをはるかに超えます。

あなたがここまで続いているなら、あなたはすでにそれがサイズを選んで先に進むことについてではないことをすでに知っています。ファスナーが何に触れるか、それがどのように使用されるか、どこに座っているのか、どのようにインストールされるかについて考えなければなりません。コントロールキャビネット、フレーム、または海に出荷される製品を構築するかどうかにかかわらず、間違ったファスナーは常にそれが間違っていることを思い出させる方法を見つけます。

他の重要なコンポーネントを仕様するように、ファスナーを仕様に時間をかけてください。あなたは2つの部分を一緒に結合するだけではありません。あなたはその周りのすべての機能を保護しています。