締結具として船舶用ディーゼルエンジンシリンダーヘッド用ボルトを採用
シリンダーヘッドボルトは、ディーゼルエンジンの強力なボルトであり、シリンダーヘッド本体をシリンダーヘッドから分離する最大の爆発力に耐えます。 同時に、ボルトの仮締め力の作用により、シリンダーヘッドガスケットの気密性が確保されます。
ボルトは一般に柔軟な構造として設計されており、シャフトの直径はねじの内径よりわずかに小さくなります。 この構造により、ボルトに作用する荷重の変動が低減され、ねじ結合部の疲労強度が向上します。 軸部の仮締め応力を高めながらも、軸とねじ部の強度は同等となり、より合理的な構造となります。 ねじ外径 d≧16mm の場合、軸径 d0u003d0.8d1 (d1 はねじ内径を表す) が適切であり、小さすぎない方がよい。
ボルトの軸とねじ山の中間部の推奨半径は Ru003d(0.75～1.0)d、表面粗さは一般に 1.25um または 0.63um、疲労強度を向上させるためにツールマークは認められません。 その他のボルトの疲労強度向上対策については前回の記事を参照してください。 ボルトは多くの場合、締まりばめのねじ山、つまりねじ山のピッチ直径との締まりばめでシリンダー本体に固定されます。 ボルトをシリンダにねじ込むと、ねじ山付近にはラジアル応力として大きな応力が発生し、ねじ穴には引張応力、ねじ山には圧縮応力が発生します。 この応力を軽減するために、ボルトの端にテーパ穴が設計される場合がありますが、テーパ穴の深さはねじの有効長を超えることはできません。 ボルトの曲げ応力を軽減するために、ボルトをねじ込む際、ねじ込み端面がねじ穴の底面に密着して強固に固定される場合がある。
ほとんどの強力なボルトは、40Cr、38CrSi、35CrMo、40MnB など、高い引張強度と降伏強度を備えた合金構造用鋼で作られています。 軽負荷および重負荷のディーゼル エンジンには、18CrNiW や 35CrNi3W などの高級合金構造用鋼が使用されることがあります。
ねじ部の応力集中係数を低減するには、ねじ谷のフィレット半径 R を大きくすることが推奨されます。 ねじピッチSとの最適な比率はR/Su003d0.18～0となります。21
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