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Vibrationmaster Junker test bench

J121 ポータブル・テストベンチ

ボルトジョイントの最大のメリットは簡単に何回でも取り外したり締め付けたりできることです。 しかし、これが実際に稼働中のマシーンで起きたら、飛行機から部品が脱落したり、車や電車が急に止まったり、あるいは脱線したり、機械装置が故障して破壊されたりと大参事の原因となってしまします。

このボルトジョイントに発生するボルト(ナット)の緩み止め防止機構を備えたボルト、あるいはナットが緩み止め防止製品として各社から販売されています。 その緩み止め防止機構の有効性を科学的に実証試験をする試験規格がユンカー式振動試験DIN 25201-4BとISO16130 の試験規格です。

どちらの試験規格も、振動数は12.5Hz、両規格が定める参照試験により求めだした振幅で2000振動回与えた直後の軸力の残留率で分析するように求めています。 また、ボルトとナットの締め付けた時の両座面間の距離もclamp length ratio(クランプ長比)と規定して厳しく定義しています。

クランプ長比が重要な理由
クランプ長比とは、ボルト径に対して締め上がりのボルト/ナット座面間の距離のことであり、DINでは1 : 1.7、ISOでは1 : 2.0〜2.5と規定しています。 つまり、M12のボルトならばDINでは20.4mm、ISOでは24.0〜30.0mmとしなければなりません。

din test iso test

上のグラフは、M12ボルト、強度区分4.8、ナット、強度区分4の全く同じスペックのボルトナットを使いほとんど同じテストプロトコルで行った試験結果グラフですが、違いはクランプ長比だけです。

左のグラフはDIN規格の20.4mm、右はISO規格の30.0mmのクランプ長比で行った結果です。 クランプ長が長くなることがボルトの伸び量について有利であり、振動試験結果にこれほどの大きな違いが出てきます。 DIN試験規格の方がISOに比べボルトファスナーにはより厳しい試験規格であると言えます。

また、装置についてもISOでは厳しく可動部のガタの許容度や計測精度についても規定しています。 ISOはトルクの計測も締め付けトルクだけでなく、プリヴェ―リングタイプではそのプリヴェーリングトルクの計測方法も規定し、緩みトルクの計測までも要求しています。


J121 ポータブル・テストベンチは装置としてはポータブルですが、DINとISOが要求する試験規格を完全に満足させるテストベンチです。 可動部はすべてベアリングで受け、試験はコンピュターにより完璧にコントロールされ、試験員はただボルトとナットを専用冶具にセットし目標軸力でナットを締め付けるだけです。


実際のグラフ表示

振動試験の進行に従って、軸力の減衰カーブ:緑色、剪断力のカーブ:赤色、横変位量(振幅の1/2、プラス側量):水色、振動数:黄色でリアルタイムで表示されます。

上部の数値データ領域には、大きい数字で現在の軸力(Clamping force[kN])、残存軸力の初期負荷軸力に対するパーセンテージ(Remaining clamping force[%])、試験開始時の負荷軸力(Start clamping force[kN])、最大締付けトルク(Maximum torque[Nm])、負荷振動回数(Duration(cycle))、現在の実際の横変位量(Displacement[mm])、剪断力(Transverse force[kN])、振動数(Frequency[Hz])、総摩擦係数(μtot)、トルク係数(K Nut Factor)の領域に刻々と数字表示されます。  

ボルトジョイントの緩みが直感的にグラフと数字から読み取れ、その経過についてもビジュアルに把握できます。 グラフ分析をより効果的にするためにフィルターが掛けられますが、ユーザーの分析に適応するため、グラフ描画するためのサンプリング数やその平均、あるいは最低か最高出現計測値で描画するか、各計測要素に合わせたフィルター設定が可能です。

non filter
左図は、フィルターが掛けられていない時の軸力減衰のカーブです。

軸力の上下の振れが著しく、減衰傾向が読み取りづらいグラフになってしまいます。 

仮にフィルターが掛けられていないこのグラフが必要な場合、出力された.csvファイルのrow dataから描画することができます。

計測結果は後の分析がし易いように、グラフは.pngファイル、数値はExcelのワークシートで使用できるように.csvファイルフォーマットで出力できます。



トルク計測

torque curve
トルク計測は、ボルトサイズとピッチをドロップダウンリストから選択するだけで計測が開始できます。

描画されるカーブは横軸にトルク、縦軸に軸力で表示され、締め付けトルクはグラフの右側にリアルタイムで黄色の線で描画され、緩めトルクは左側のマイナストルク側に水色でリアルタイムで一つのグラフとして描画されます。

締め付けトルク計測後、このソフトは摩擦係数μtotとナットファクターK(トルク係数)を自動計算し、数値領域に表示します。

J121はユンカー振動試験だけでなくボルト締付けのトルクアナライザーとしても有効です。 このμtotを知ることはボルトのコーティングや潤滑による緩み具合を分析するのに必要な要素です。

J121の特徴

torolly case

J121の最大のメリットは、大型試験器と変わらない機能でありながらポータブルであることです。 しかも、Wi-Fiチップを搭載しユーザーインターフェースがタブレットPCと無線接続で操作できることです。 これは、コンピュータコントロール装置では外部ハード装置とインターフェースケーブルを繋げなければならないので、どうしても広い作業場所が必要とされますが、J121は家庭用電源100Vだけが必要であり、どのような場所でも試験やデモンストレーションが行えます。

収納を兼ねたキャリングケースは大型の堅牢なキャスター付きの防水タイプで、本体重量が約17kgと新幹線の移動にも苦になりません。 そして肝心な騒音レベルは1m離れた場所で60dBと皿洗い機並みの静粛性で、人との会話を妨げないレベルです。 ファスナーメーカーの営業がユーザーの会議室や応接室でデモを行っても気にならない静音性です。

装置性能は、軸力減衰だけでなく剪断力、実際の振幅量、振動数はDCサーボモーターの完全コンピュータ制御、トルクトランスデューサーを使い各種トルク計測、最新のコントロール/操作ソフトウェアーとDINとISOの国際試験規格に従い実行できます。 試験の再現性が最も重要と考え徹底的にシステム構築がされている装置です。 振動数を30Hz、最大試験ファスナーサイズをM16にするような拡張性のある装置になっています。



J600/900 定置式固定テストベンチ


j series test stand
ユンカー振動試験DIN 25201-4B、ISO 16130が要求する試験プロトコルや手順を完全に満足させる試験が完遂できる専用テストベンチです。

振動数や横変位量は、テストベンチに標準装備されたラップトップコンピューターにインストールされたVM専用プログラムソフトから設定でき、振動試験中でも任意に変更できます。

この機能は、DIN 25201-4BやISO 16130が要求する参照試験での横変位量(振幅)の決定には欠かせない機能です。 従来のユンカー振動試験ベンチでは、振動の横変位量の変更は偏芯タペットとコネクティングロッドの接続位置を変えることで調整していますが、微妙な変更は不可能であり、しかも時間と手間が掛かります。 更に、新しい規格が要求する正確な試験の再現性は不可能です。 つまり、DIN 25201-4BやISO 16130の試験は従来の試験ベンチでは不可能ということです。

VM(バイブレーションマスター®社)特許の *クローズドループシステムが、毎秒5回程度振動数や横変位量をモニターして正確な振動を維持するように調整しながら試験をしますから、ISO 16130が規定する許容度±3%が維持され、正確で再現性の高い試験ができます。

振動発生装置は試験ファスナー固定部の中心線上に配置され、余計な振動による共振がファスナーに掛からないように配慮されています。 スタンドは固い土台にアンカーボルトで設置し、機械重量も950kgと十分すぎるほどの安定性を保証しています。


Model No. J600 J900
横変位量(振幅) 0〜±2mm(0〜4mm) 試験進行中でも変更可能・電子コントロール
振動数(Hz) 0〜30Hz、試験中に変更可・電子コントロール
計測レンジ M3…M30 M3…M45
負荷可能軸力(kN) 400kN 600kN
寸法(mm) 1325H x 705W x 1750D mm
機械重量(kg) 960kg 980kg
機械設置 アンカーボルト。 設置場所は出来るだけ硬いコンクリート床が望ましい。


Jシリーズ・テストベンチの先進性

* 特許のクローズドループシステム: 1秒間に5回程度振幅や振動数を連続モニターし、モーターをコントロールして一定に保つVibrationmaster社だけの先進的なシステムです。 大きいサイズのファスナーの試験では締付け軸力が高く、そのため試験開始の振動数や振幅は小さくなる傾向があり、軸力が減衰して行くにつれ振動数や振幅が設定値に近づきます。   振幅や振動数の変動数を±3%以内に抑えるために絶対に必要なのが、このシステムです。

簡単な操作ソフトと報告書作成のためのテキストエディター: できるだけ試験プロトコル入力の煩雑さを取り除いた、誰でも操作が簡単にできるソフトを搭載しています。 各種の書式から最適な物を選んで、ISOやDINが要求する書式の試験結果報告者が簡単に作成できます。 数値データは.csvフォーマットデータで、今使いの評価分析ソフトウェアーへのデータ移送が簡単にできます。



Variator Technology®振動発生装置

variator technology
正確な正弦波振動発生装置です。 コンピューターコントロールで、試験中でもリアルタイムで、装置を止めずに振動数や横変位量(振幅)を任意に変更できます。 VM・Jシリーズの振動発生装置として開発されました。 VM社独自開発のクローズドループシステムにより毎秒5回程度の頻度の振動状態のモニタリング/フィードバック機能により、常に正確な変位量と振動数が維持されます。

ユーザーの特殊なニーズに合わせ、振幅量は最大30o、振動数は100Hzまで制作できます。 主駆動力もユーザー仕様に合わせることもできます。


VT500 振動テーブル

VT 振動テーブル
Variator Technology®振動発生装置をコンパクトに収納した振動テーブルです。 ユーザーの試験する製品に合わせてテーブル(テストヘッド)は特注製作でき、標準テーブルは500kgまでですが、最大1.2トンまで制作できます。 振動の加速度は最大20Gまで、必要に応じGフォースメーターや加速度計も実装できます。

タブレットPCによるフルコントロールで操作は簡単です。 多くの薬品製造メーカーから航空貨物パッケージ、さらには摩擦試験装置としても使用され、実に応用範囲の広い振動テーブルです。 試験はタブレットPCにダウンロードされるファームウェアーによる試験プログラムが簡単に入力でき、振動数や横変位量を変えた複数のスップを踏んだ試験を、ワンセットで連続で行うことができます。 ユーザーのアプリケーションに合わせ特注装置を制作いたします。

製薬会社、運送会社、輸送梱包、ロケット開発会社などに特別にバージョンアップした装置の納入実績を誇っています。



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