【考察】私たちは果たしてネジをうまく作れるのだろうか？？？

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この投稿は、2015年12月23日14時37分にluogankongyajiによって最終編集されました。
中国でねじ（つまりボルト）をうまく作れるかどうかについてですが、私は完全に作れると思います。これは議論の余地のないことです。実際、中国の現在の多くの標準部品工場の製造設備は輸入品であり、設備の観点から見れば製造品質に問題は全くない。材料の観点から見ると、ISO規格によれば、ネジには機械的性質の等級のみが定められており、使用する材料や熱処理方法は規定されていない。どのような材料を用い、どのような熱処理を施しても、ある一定の機械的性質の等級を満たせば、それはその等級のネジとなる。したがって、材料の観点からも何の問題もない。では、なぜ中国製のネジに問題があるのでしょうか？ 実際、この問題は二つの側面から見る必要があります。1.一部の西洋の購買業者や国内の代理購買業者が安さを求めて、資格を持たない中国の小企業からネジを仕入れているのですが、そうしたネジの品質は保証されていません。実際、私たち機械分野のほとんどの人は、ネジに関する認識がまだ**85規格以前のレベルに留まっており、大学の教育においても85規格以前の概念が採用されているのです。彼らはネジの機械的性質の等級について全く知らないのです。特に小企業では、ネジの機械的性質という概念自体が存在せず、彼らは単に「ある材料を特定の熱処理すれば、それが特定の等級のネジになる」ということしか理解していません。このように、結果を見ずにプロセスだけを見る方法では、ネジの機械的特性は保証されない。また、資格を持たない小規模企業は先進的な製造設備を持っておらず、手作業で加工しているため、このようなネジの頭部の締め付け面とねじ山は垂直ではなく、締め付けた際にその非垂直性が原因でネジの根元が破断してしまいます。 　　2. 中国のすべての輸出ネジに問題があるわけではなく、問題があるのはごく一部だけです（資格を持たない小規模企業が製造したものです）。様々な理由から、このような事実が誇張されてしまっているのです！そのため、中国ではネジさえも製造できないという誤解が生じているのだ。 　　ここで、ねじ接続の破壊形態について説明します。ねじ接合の破損形態には、主にネジ軸の引き裂け、ねじ山の滑り落ち、ヘッドの折損の3種類がある。前二者は主に設計上の誤りが原因であり、後者は主に製造品質が原因である。 　　では、なぜ一部の中小企業が製造するネジの品質が悪いのか、もう一度説明しましょう製造工程が要件を満たしていないためです。現在、ネジ（ナット）の製造には冷間鍛造法がよく用いられます。これにより金属の繊維配列が乱れず、機械的特性も良好になります。しかし、ネジ製造用の設備（鍛造機やねじ切り機）は高価で、小規模企業では到底購入できません。そのため彼らは、数百円程度で買える卓上型の手動旋盤を使ってネジを加工するのですが、この方法では金属の繊維配列が損なわれ、機械的特性（強度）が低下してしまいます。また、冷間圧造されたネジの根元部分には必ず円弧があり、これによって応力集中の問題を防ぐことができます；旋削加工で製造されたネジの場合、工具に丸みがないと、ネジの根元に鋭い角が形成され、応力集中が生じるため、締め付ける際に折れやすくなる；また、強度が高いほど応力集中が起きやすく、高強度のネジは折れやすくなります。しかも、このような中小企業には部品の機械的特性を測定する装置がまったくなく、彼らは単に材料や熱処理に基づいてネジ（ボルト、ナット）の機械的特性を判断しているだけであり、これでは保証にはなりません。 　　では、中国製のネジが故障する原因は何でしょうか？ここには一切の分析や議論がなく、これは非科学的だ！製造品質の問題かもしれませんし、設計や使用上の問題かもしれません。また、国際標準化機構は70年代初頭に多数の実験を行い、典型的な工程条件で製造されたねじであっても、機械的特性の要求を満たしていても、必ずしも破損が起こらないとは限らないことを示しました。ですから、分析せずに一般論を述べるのは片面的です。 　　私が繰り返し強調しているのは、機械的強度というのは確率統計値であり、この数値は材料の実際の強度を表すものではないということです。多くの場合、ある材料の実際の強度は公称されている強度よりも低くなる可能性があるため、設計時には必ず安全係数を乗じなければなりません。ねじ結合において、安全係数は3～6倍であり、これは国際的に定められていることです！ここで注意すべき点は、ネジの機械的性質が高ければ高いほど、安全係数を大きく設定する必要があるということです。 　　ねじ接合の劣化の原因は、主に引張りとねじりの組み合わせ変形によるものである。特にねじり変形においては、材料のせん断強度が引張強度よりも低いため、ねじ接続時に予圧力が不適切だと、ネジがねじれて折れてしまうことが多い。ネジの断面からも実際にわかるのですが、ネジ軸の破断箇所には明らかな収縮が見られず、傾斜した方向に破断しています。これが典型的なねじれ破断現象です。 　　また、設計時に干渉や過負荷の影響を考慮することができないのです。特に振動は、ネジの疲労強度に大きな影響を与え、**ネジの寿命を著しく短くしてしまいます。実際、多くの破壊事例を見ると、疲労破壊が機械の故障の最も主要な原因です。したがって、一定の疲労寿命を確保するために、設計時には必ず一定の安全係数を乗じなければならない。 　　実際、海外のネジの実験を見ても、ネジが100％故障しないとは保証できない。これは、国際ISO/TC2技術委員会の実験報告書から結論づけることができる。70年代に、国際標準化機構は多数の実験を行った。典型的な製造条件で作られたネジは、機械的特性の要件を満たしていても、必ずしも破損が起こらないとは限らなかったのである。この点について、私たちのネットユーザーの方々はISO機関の報告書を読んだことがなく、実際の状況を理解していないかもしれません。実際、外国製のものにも問題が多く、甚だしい場合もあるのに、中国人はそれを許容できるのです；そして中国人が作ったものは、たとえ問題が外国のものほど深刻でなくても許せないのだ。これは実際には病的な状態だ。もし中国製品の品質を口実にして中国を悪者扱いするのであれば、それは全く別の性質の問題です。 出典：熱処理エコシステム