引き抜き力について

お世話になります。

ある金属の内径部にそれより大きい外径のある金属を圧入した際、その引抜力を上げることを目的に締め代を大きくすると、一定のレベルを超えると低下していきました。

原因としては軸か穴の降伏点に達したからと考えているのですが、なぜそうなるかわかりますでしょうか？穴や軸がテーパー形状となるためでしょうか？
ベアリング会社の資料も確認したのですが、そのあたりの記述は見つけられませんでした。

文章が分かりにくいかもしれませんが、よろしくお願い致します。

No.4 ベストアンサー 回答者： eatern27 回答日時： 2021/12/24 20:21

うーん、正直お書きの内容だけから「こういう事が起こってる」何て言えるような要素は何もないかと。

そもそも降伏というのは貴方の書き方からすれば「貴方がそう疑っている」レベルの話なのですよね。貴方がどの程度の確度をもって降伏と言ってるのかは分かりませんが、
ひょっとしたら降伏何て関係なくて
「締め代が大きいのを、無理矢理ねじ込もうとグリグリやった結果孔が広がったから」
のような締め代や降伏とは直接関係のない話だって理屈上はあり得ますよね。(貴方の具体的な圧入方法によっては即座に否定できるかもしれませんけどね)

なので降伏云々と考えるのは、最低でも引き抜き力が低下し始めた時に各材料に加わっている応力と降伏応力(または歪み)を比較するなど、「確かに降伏してそう」と確かめてからでは。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
仰られるように状況説明が不十分でした。
圧入材を引き抜いた後、径が細くなっていたので降伏・変形が原因で低下しているのかなと思っている程度でした。

ご助言通り、もう少し状況を調べてみます。

お礼日時：2021/12/27 13:33

No.5 回答者： syotao 回答日時： 2021/12/26 14:56

穴径より少し大きい軸を圧入する場合

ベアリングの円周方向に伸びが生じるので
ベアリングの円周方向に応力が生じる、
そしてそれに比例して軸に圧力が働くんだけど
あまりしめしろが大きいとベアリングが伸びすぎてしまい
ベアリング内の応力が頭打ちになってしまうので
軸への圧力も大きくならず引き抜き力が増加しない、

と力学的に考えられます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
引き抜き力が増えなくなる理由はわかりました、ありがとうございます。ただ、今回は締め代を大きくすると引き抜き力が低下していくのでまた別の現象があるのかなぁと思っております。

お礼日時：2021/12/27 13:39

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2021/12/24 18:02

摩擦力というものは、高校物理で習うように、垂直抗力と「摩擦係数」（この場合には静止摩擦係数）を使って

　F = μN
と表わされます。

弾性材の場合には、この「垂直抗力」は「弾性力」になります（圧縮に対する反発力）。

ところが、材料の降伏点を越えてしまえば、材料は塑性変形して「弾性力」が働かなくなります。つまり「軸」と「穴」との間の「垂直抗力」がなくなる、あるいは極端に小さくなります。
垂直抗力が小さくなれば、「摩擦力」（それが引き抜き力に対応）は小さくなります。

「ガラスのコップ」あるいは「生卵」と、それをつかむ「手の指」の関係を想像すれば分かると思います。落とさないように保持するには、「割れない程度の指の力」と「その反力（それが垂直抗力）」による「摩擦力」が必要です。反力（垂直抗力）を保持するには、ガラスや卵の殻の「弾性力」が必要です。
弾性の限界を越えてガラスや卵の殻が割れてしまえば、摩擦力がなくなって割れたガラスや卵の殻はするりと落下します。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
圧入材又は被圧入材に割れなどが発生した場合でしたらその通りかもしれませんが、今回は発生しておりませんでした。
モノは通常の焼入れした鉄ですので、塑性変形域でも弾性変形分は効いていると考えているのですが・・・

お礼日時：2021/12/27 13:24

No.2 回答者： himagene 回答日時： 2021/12/24 12:14

降伏点を過ぎたら塑性変形を起こすから。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
塑性変形が原因とは思うのですが、塑性変形の何が原因となって、どのような理屈で引抜力が低下しているのかが知りたいです。

お礼日時：2021/12/24 16:01

No.1 回答者： eatern27 回答日時： 2021/12/24 08:55

何を知りたいのか掴めてないかもしれませんが、降伏しているとした時に具体的にどう変形してるかという話なら、起こりやすそうのは孔か広がるか軸が細くなるか、だとは思いますが入れ方などにも依るでしょうし一概には言えないかと。

現物があるなら寸法を測った方が早いのでは？

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
今回知りたい事は「なぜ降伏点を過ぎるほどの締め代だと引抜力が低下するのか」です。
締め代が大きくなるほど引抜力は上がっていくという資料は目にするのですが・・・

お礼日時：2021/12/24 11:28