4つの側面 | 要素 | 項目 | 溶 接 | Huck | 各メリット・デメリット | イメージ概算コスト | |||
技術面 | 1 | 技術の巧攻 | × | ◎ | 溶接技術者確保が、年々困難に |
溶接での製像を 100とした場合 |
溶 接 | Huck | |
2 | 品質の確保 | △ | ◎ | 溶接検査は高度で時間を要する | |||||
3 | ひずみ | × | ◎ | 溶接は熱影響を受ける | 材料費 | 26 | 26 | ||
4 | 位置精度 | × | ◎ | 溶接は治具で位置決めしないといけない | 材料加工費用 | 8 | 17 | ||
5 | 二次作業の発生 | × | ◎ | 溶接の熱歪みにはケレン作業が必要となる | 溶接材料費用 | 1 | 無 | ||
6 | 技術継承 | × | ◎ | 溶接者個人のノウハウが多く、継承が困難である | ボルト費用 | 無 | 5 | ||
工程の面 | 1 | 加工・作業速度 | △ | ◎ | Huckによる加工部品の組立(生産性向上) | 直接人件費 | 50 | 15 | |
2 | 工程管理 | △ |
◎ |
Huck工具にて作業速度が安定化される | ケレン作業費 | 5 | 無 | ||
3 | 二次作業の発生 | △ | ◎ | Huckには歪み取り・ケレン作業は発生しない | 歪取り作業費 | 10 | 無 | ||
4 | 前塗装の可否 | × | ◎ | Huckでは塗装鋼板による製造が可能に(塗装工程省略) | 合計費用 | 100 | 63 | ||
環境面 | 1 | 熱・雰囲気ガス | × | ◎ | Huckではヒュームやスパッタは発生しません | ||||
2 | 音・振動 | × | 〇 | 溶接は歪み取り時に必ず大きな音が発生 | |||||
3 | 重労働 | × | ◎ | 女性・年配の方でも作業が容易 | |||||
4 | 炭酸ガス | × | ◎ | Huckは炭酸ガスを必要としません(地球温暖化) | |||||
5 | 廃棄物の発生 | × | ◎ | 溶接はサンダー掛けや、ケレン廃棄物が発生 | |||||
コスト面 | 1 | 副資材の有無 | 〇 | △ | Huckボルト費用は要するが全体のコストダウンが可能に | ||||
2 | 生産速度 | △ | ◎ | 生産速度upによる全体のコストダウンが可能に | |||||
3 | 追加作業の有無 | × | ◎ | 溶接の熱歪みにはケレン作業が必要となる | |||||
4 | 穴加工 | ◎ | × | Huckによる穴あけ・バリ取費は発生します |
完全溶け込み溶接 2 箇所 |
溶接による強度減少係数 = 0.8、安全率 n = 3として
(鋼構造接合部設計指針を参考)
1 面摩擦接合 / Huck ボルト接合 |
接合面の摩擦係数 µ = 0.2、安全率 n =1 .8として
Huck ボルト(10.9級、呼径 9.5mm、丸頭、母材推奨範囲 12.7 - 19.05mm )品番:BT-DT12-10G
Huck カラー(10.9級、呼径 9.5mm、標準フランジ) 品番:BTC8-R12BL
(上記、溶接 2箇所 相当強さ)
2 面摩擦接合 / Huck ボルト接合 |
接合面の摩擦係数 µ = 0.2、安全率 n =1 .8として
Huck ボルト(10.9級、呼径 9.5mm、丸頭、母材推奨範囲 12.7 - 19.05mm )品番:BT-DT12-10G
Huck カラー(10.9級、呼径 9.5mm、標準フランジ) 品番:BTC8-R12BL
(摩擦・接合面数で増減)
摩擦接合で引張強度を増やす手法 |
手法 1:摩擦係数の増加 ⇨ ジンクリッチペイントの塗布。(µ = 0.4 ~)
メモ :ビル等の建築物は、接合面を故意に錆びさせて、摩擦係数 µ = 0.45 以上を確保し引張強度を向上させています。
手法 2:摩擦係数の増加 ⇨ 硬度の高い、ギザギザ付の鉄板を挟む。(µ = 1 .0以上の技術も有ります。)
手法 3:摩擦係数の増加 ⇨ ショットブラストで合わせ面の摩擦係数を増やす。(µ = 0.4 ~)
手法 4:摩擦面数の増加 ⇨ 置換例その 2は摩擦面を2面とし、引張強度を更に向上させています。
手法 5:ボルト本数の増加 ⇨ 置換例その 2は摩擦面 2面に対し、ボルト1本ですが、2本にすれば単純に 2倍の強度です。
〈上記摩擦接合手法の計算例〉
手法 1:F y c = 1 本 × µ × N × 1 /n × 2 面 = 1 × 0. 4 × 32.9 kN × 1 / 1 .8 × 2 ⇨ 14 .62 kN
〔赤錆面〕 ⇨ 摩擦係数 µ = 0.45 ⇨ 1 × 0. 45 × 32.9 kN × 1 /1 .8 x 2 ⇨ 16 .45 kN
手法 2:ギザギザ板 µ = 1. 0の場合 ⇨ 1 × 1. 0 × 32.9 kN × 1 / 1 .8 x 2 ⇨ 32.56 kN
手法 3:ショットブラスト µ = 0.4 の場合 ⇨ 1 × 0. 4 × 32.9 kN × 1 / 1.8 x 2 ⇨ 14 .62 kN
手法 4:摩擦面を4 面 µ = 0.2 の場合 ⇨ 1 × 0. 2 × 32.9 kN × 1 / 1 .8 x 2 ⇨ 14 .62 kN
手法 5:ボルト本数左右とも 2本ずつ増加 ⇨ 2 × 0. 2 × 32.9 kN × 1 / 1 .8 x 2 ⇨ 14 .62 kN
上記計算例から分かるように、面の摩擦係数を上げる・ボルト本数を増やすのと同様な効果が得られます。
ただし、安定的に摩擦係数を確報する事が大事となります。
また、すべり摩擦面が2 面だと、材料を それほど増加せずに強度を 2倍に出来ます。
隅肉溶接/左右 2 か所 |
強度減少係数 = 0.8、安全率 n = 3.0、溶接継ぎ目の角度 θ = O、溶接面積 = A( =(L - 2S)× a), a = t / √2、降伏強さ = 245N /mm2 として
Q y w = 0.8 × 1 /n ×(1 +0.4 × cosθ)× A(=(L-2S)× a)× Fy √ 3 × 2か所
= 0.8 × 1 /3 ×(1 +0.4 × cos0)×(19.9 - 2 × 5.0)× 5.0 / √ 2 × 245 / √ 3 × 2か所
= 0.8 × 1 /3 × 1. 4 × 9.9 × 5.0 / √ 2 × 245 / √ 3 × 2 = 3.70 kN ⇨ この溶接強度を元に、Huck ボルトを検討。
側面隅肉溶接/左右 2 か所 |
強度減少係数 = 0.8、安全率 n = 3.0、溶接継ぎ目の角度 θ = O、溶接面積 = A( =(L - 2S)× a), a = t / √2、降伏強さ = 245N /mm2 として
Q y w = 0.8 × 1 /n × A(=(L-2S)× a)× Fy √ 3 × 2か所
= 0.8 × 1 /3 ×(23.8 - 2 × 5.0)× 5.0 / √ 2 × 245 / √ 3 × 2か所
= 0.8 × 1 /3 × 13. 8 × 5.0 / √ 2 × 245 / √ 3 × 2 = 3.68 kN ⇨ この溶接強度を元に、Huck ボルトを検討。
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