エンジニアトーク Ep.16: ボートのクリート サイズ表: クリートの寸法とボートの長さ、ライン、荷重制限の一致

Andy Marine では、実践的な製造知識は時間をかけて構築された最も貴重な資産の 1 つであると信じています。

当社のワークショップ内には、材料の選択、鋳造プロセスから仕上げ、品質管理に至るまで、ステンレス鋼の船舶用ハードウェアに長年取り組んできたエンジニア、生産スペシャリスト、経験豊富な技術者がいます。

これらの洞察の多くは、コンポーネントが故障する理由、海洋環境でさまざまな材料がどのように機能するか、信頼性の高いハードウェアを開発する際に本当に重要な詳細は何かなど、日々の生産経験を通じて得られます。

ただし、この実践的な知識は多くの場合、ワークショップ内でのみ共有され、調達やエンジニアリングの決定を下している顧客に届くことはほとんどありません。

エンジニアの話 は、これらの会話を整理し、船舶用ハードウェアの背後にある製造経験を共有するための私たちの取り組みです。

このシリーズでは、船舶用ハードウェア メーカーの視点から、材料、製造プロセス、設計上の考慮事項、実際の教訓について説明します。

今日の ENGINEER TALKS Ep.16 は、エンジニアの Wu と Zhang がお届けし、編集者の私が執筆しました。

Boat cleat sizing chart and 316 stainless deck hardware

ボートのクリートのサイズを正しく設定するには、船体の変位、合成ドック ラインの直径、鋳造スロートの形状、構造的なデッキの補強など、相互作用するいくつかの変数のバランスを取る必要があります。造船所、修理工場、所有者にとって、これらの変数を個別のエンジニアリング マニュアルで相互チェックすることは、多くの場合時間がかかります。

ホーンのサイズが小さすぎると、太いナイロンラインが荷重を受けて詰まり、ファスナーのスケジュールが不適切だと、突然の高潮の際にデッキの完全性が損なわれる可能性があります。信頼性の高い係留には、ロープの繊維からバッキング プレートに至るまで、メカニカル チェーンのすべてのコンポーネントが適合している必要があります。

このエピソードでは、エンジニア ウー、エンジニア チャン、および編集デスクがコア データを収集し、単一の包括的な参照チャートに統合しました。この編集されたリソースが、次回の構築、改造、またはデッキ レイアウトのレビューのための便利で実用的なデスクトップ サイズ ガイドとして役立つことを願っています。

1. 1/16 インチのルール: ホーンの形状とロープのクリアランス

造船所の艤装や海洋艤装の実践では、クリートの寸法をドックラインに一致させるためのベースラインの幾何学的ヒューリスティックは、ロープのスロートクリアランスによって定義されます。

経験則: 1 インチのクリート長 = 1/16 インチ (1.6 mm) ドックラインの直径
  • 3/8インチ (10 mm) ライン(6/16") ➔6 インチ (150 mm) クリート
  • 1/2 インチ (12 mm) ライン(8/16") ➔8 インチ (200 mm) クリート
  • 5/8 インチ (16 mm) ライン(10/16") ➔10 インチ (250 mm) クリート
  • 3/4 インチ (19 ~ 20 mm) ライン(12/16インチ) ➔12 インチ (300 mm) クリート
  • 7/8 インチから 1 インチ (22 ~ 25 mm) ライン(14/16"–16/16") ➔14 ~ 15 インチ (350 ~ 380 mm) のクリートまたはクロスボラード

幾何比の背後にある物理的根拠

この幾何学的関係は、合成ロープが張力下でどのように固定されるかによって決まります。

  • 喉のクリアランスと締め付け:確実なクリート ヒッチを結ぶには、ベース ピラーの周りを一周し、その後 8 の字を交差させ、最後にハーフヒッチ ロックを行う必要があります。クリートのサイズが小さすぎると、クロスバーの下で十分な垂直方向のスロート高さが不足します。特大のラインが押し込まれると、デッキのゲルコートとキャスティングスロートにしっかりと食い込みます。負荷がかかるとナイロン繊維が押しつぶされ、ドッキング解除操作や緊急スリップ出発中に張力がかかった状態でラインを解放することがほとんど不可能になります。
  • 周期的サージ下でのホーン保持率:クリートがラインに対して小さすぎる場合、ロッキングハーフヒッチはホーンの先細の先端近くに止まります。波の作用と高潮の間、周期的な緩みとひっかかり荷重により、外側のロープのラップが上方に移動し、ホーンの端から滑り落ちます。
  • 二重列係留容量:閘門輸送、混雑したマリーナ、ラフトアップ構成では、ミッドシップ スプリング クリートまたはブレスト クリートが 2 つのドック ラインを同時に受け入れなければならないことがよくあります。適切なサイズのクリートは、一次係留ヒッチを詰まらせることなく、二次アイ スプライスまたは一時的なラインを取り付けるために必要な内部スロート容積を提供します。

2. マスターボートクリートのサイズチャート

次のエンジニアリング チャートは、容器の長さ、変位、推奨される二重編組ナイロン ドック ライン、インベストメント鋳造 316 ステンレス鋼のクリートの寸法、ファスナーの仕様、およびバッキング プレートの要件を相関させています。

標準エンジニアリング範囲: 単胴船 (LH≤ 20 m / 65 フィート)、標準的な季節条件下で保護されたマリーナバースに係留され、準拠した装備で装備されています二重編組ナイロンドックライン(最大 10 ~ 15% の加工伸び)。
除外事項: 商用作業船、多胴船/カタマラン (ヒール減衰がほぼゼロ)、高風損急行橋/トロール船、低伸縮性 HMPE/ダイニーマ ライン、および 65 フィート (20 m) を超える船舶には、専用の海軍建築構造計算が義務付けられています。
表 1: マスターボートのクリートのサイズ、コードの使用荷重制限、ファスナーのスケジュール、単胴船のバッキング プレートの仕様 (LOA ≤ 20 m)
1. 船舶および係留索のベースライン 2. 推奨クリートとロードターゲット 3. デッキ構造アタッチメント
容器の長さ (LOA) と排水量
[アプリケーションベースライン]
ドックラインの直径
[ABYC H-40 ヒューリスティック]
ラインブレイク強度と 5:1 WLL
【CI1500/サムソンスペック】
推奨クリートサイズ
【1/16インチの衣装ルール】
推奨されるシステム設計 WLL
【技術目標※】
ファスナー(通しボルト)
【A4-70 / CF8M穴パターン】
最小バッキングプレート
【造船所実習】
最大 20 フィート (< 6.0 m)
< 3,500 ポンド (< 1.6 トン)
3/8インチ (10 mm) MBS: ~4,900 lbf (21.8 kN)
WLL: ~980 lbf (4.4 kN)
6 インチ (150 mm) 1,600 – 2,000ポンド
(7.1~8.9kN)
2×または4×1/4インチ(M6) 3/16 インチ – 1/4 インチ (4.5 ~ 6 mm)
+25 mm (1.0 インチ) のマージン
20 – 28 フィート (6.0 – 8.5 メートル)
3,500 – 8,000 ポンド (1.6 – 3.6 トン)
1/2インチ (12 mm) MBS: ~8,500 – 9,000 lbf (38 – 40 kN)
WLL: ~1,700 – 1,800 lbf (7.6 – 8.0 kN)
8インチ(200mm) 2,800 – 3,500ポンド
(12.5~15.6kN)
2×または4×5/16インチ(M8) 1/4インチ (6 mm)
+30 mm (1.2 インチ) のマージン
28 – 36 フィート (8.5 – 11.0 メートル)
8,000 – 18,000 ポンド (3.6 – 8.2 トン)
5/8インチ (16 mm) MBS: ~13,100 – 14,000 lbf (58 – 62 kN)
WLL: ~2,600 – 2,800 lbf (11.6 – 12.5 kN)
10インチ (250mm) 4,500 – 5,500ポンド
(20.0~24.5kN)
4× 3/8" (M10) 1/4 インチ – 5/16 インチ (6 – 8 mm)
+35 ~ 40 mm (1.5 インチ) のマージン
36 ~ 48 フィート (11.0 ~ 14.5 メートル)
18,000 – 35,000 ポンド (8.2 – 15.9 トン)
3/4インチ (18 – 20 mm) MBS: ~20,000 – 22,200 lbf (89 – 99 kN)
WLL: ~4,000 – 4,440 lbf (17.8 – 19.8 kN)
12 インチ (300 mm) 7,000 – 8,500ポンド
(31.1~37.8kN)
4×1/2"(M12) 5/16インチ – 3/8インチ (8 – 10 mm)
+45 ~ 50 mm (1.8 インチ ~ 2.0 インチ) のマージン
48 ~ 65 フィート (14.5 ~ 20.0 メートル)
35,000 – 70,000 ポンド (15.9 – 31.8 トン)
7/8" – 1" (22 – 25 mm) MBS: ~28,000 – 35,000 lbf (125 – 156 kN)
WLL: ~5,600 – 7,000 lbf (24.9 – 31.1 kN)
15 インチ (380 mm) 10,000 – 13,000ポンド
(44.5~57.8kN)
4×5/8"(M16) 3/8 インチ – 1/2 インチ (10 – 12 mm)
+50 ~ 60 mm (2.0 ~ 2.4 インチ) のマージン
> 65 フィート (> 20.0 m)
スーパーヨット / メガヨット
標準チャートと ISO 15084 の範囲を超えています:船舶の変位、動的サージ運動エネルギー、風損荷重は、一般化されたレクリエーションヒューリスティックや標準的なクリート形状を超えています。係留ボラード、ワーピングキャプスタン、高弾性ライン、および構造デッキ基礎は、船級協会の規則 (ロイド レジスター、ABS、DNV など) および特定の港湾設計基準に従って、造船設計者によって個別に設計されなければなりません。
技術基準と計算の前提条件
[1] ABYC H-40 (2021): 錨泊、係留、および強み、米国ボートおよびヨット評議会。セクション 40.4 ~ 40.8 (ストロングポイントの強度階層とベースラインのドックライン直径の推奨事項に関するガイダンス)。
[2] ISO 15084:2003: 小型船舶 — 錨泊、係留、曳航 — 強み、ISO。第 5 条および第 6 条(船体長に適用)LH≤ 24 m;水平設計力計算と構造取り付け階層を定義します)。
[3] Cordage Institute CI 1500-18 / CI 1310-21: 繊維ロープ・二重編組ナイロンの試験方法。 ASTM D4268に従ってテストされた表化されたMBS。標準的な 5:1 設計係数 (20% MBS) で計算され、公開されている Samson HarborMaster™ 仕様に対して校正された表化された WLL。 (湿ったナイロンでは最大 10 ~ 15% の張力低下が発生します)。
[4] ISO 3506-1:2020: 耐食ステンレス製ファスナーの機械的性質、グレード A4-70 (公称引張強さ)Rm= 700 MPa、耐力Rp0.2= 450 MPa)。
*設計目標注: 推奨されるシステム設計 WLLは、サードパーティ認定の製品評価ではなく、造船所のエンジニアリング統合の目標を表します。海洋工学では、クリート本体 (CF8M)、ファスナー (A4-70)、バッキング プレート (316/G-10)、およびデッキ サンドイッチ コアが独特の降伏メカニズムを示します。完全な取り付けアセンブリは、ガラス繊維基板の損傷が発生する前に、コンプライアントナイロンラインが主要な機械的ヒューズとして機能するように、ライン WLL を安全に超える必要があります。

3. クリートの選択と取り付けに関する重要なエンジニアリング上の考慮事項

サイズ表からハードウェアを選択することは、方程式の半分に過ぎません。安全な係留は、動的荷重がデッキ構造を介してどのように伝達されるかに完全に依存します。

  • 軸外のこじりとファスナーの張力:穏やかな水中では、ラインは水平方向のせん断力 (0° ~ 15°) を及ぼします。激しい高波や固定桟橋の潮の揺れの際には、ラインの角度は 30° ~ 45° まで上昇します。これにより、カンチレバーの強烈なこじ開けモーメントが発生します。ベースの前端が支点として機能し、後部のスルーボルトにかかる垂直張力を倍増させます。2.0×~3.0×。で分析されたように、エンジニアトーク Ep.04: マリンクリートはなぜ失敗するのか?、留め具は常にナイロンインサートロックナット付きの高張力 316 / A4-70 スルーボルトでなければなりません。決して板金やグラスファイバーにねじ込まれた木ネジを使用しないでください。
  • バッキングプレートとコアの潰れ防止:標準的なフェンダーワッシャーは、ひっかかり荷重、集中圧力、ゲルコートの亀裂が加わると、円錐形の皿に変形します。高負荷の取り付けには、45° の面取りエッジを備え、ボルト パターンから 25 ~ 50 mm 超えて伸びる専用の 316 ステンレスまたは G-10 複合バッキング プレート (厚さ ≥ ファスナー直径 5/8) が必要です。バルサまたはフォームコアのデッキでは、ボルト穴の周囲のコアを取り出し、高密度の構造用エポキシ (エポキシ圧縮アニュラス) でポッティングして、サンドイッチコアを潰すことなく完全なファスナーのクランプトルクを可能にする必要があります。
  • 変位と風損の調整:このグラフは、中程度のスリップにおける標準的な単胴船のプロファイルを想定しています。船舶が風損の大きいフライブリッジ/トロール船のプロファイルを持っている場合、初期安定性がヒーリングを防止し、衝撃荷重を直接デッキギアに伝達する多胴船 (カタマラン) である場合、または露出したサージバースで運航している場合は、クリートとラインのサイズを 1 つ大きくします。精密なインベストメント鋳造を指定して、新しい生産シリーズを装備する造船設計者および建造者向け316 ステンレス製ボートクリートライン擦れを排除する滑らかな内部ホーンフィレットと、防水デッキシールを維持する CNC 加工のフラットベースを保証します。

カスタム船舶用ハードウェア エンジニアリングおよび OEM 製造

Andy Marine は、OEM/ODM ステンレススチール製船舶用ハードウェア ソリューションを専門とし、世界中のヨットビルダー、船舶用機器メーカー、商業代理店をサポートしています。

製造向け設計 (DFM) レビューから精密インベストメント鋳造、CNC 加工、電解研磨、標準化されたバッチ テストに至るまで、当社のエンジニアリング チームはお客様の技術部門と緊密に連携して、すべてのコンポーネントが実用的な耐久性と装備基準を満たしていることを確認します。

プロジェクトの要件については、当社のエンジニアリング チームにお問い合わせください。

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