Параметри на изчислението

Базирано на ISO 898, ASME B1.1 и VDI 2230









Резултати от изчисленията

Препоръчителен въртящ момент:
—
Целева сила на предварително натоварване:
—
Коефициент на триене (k-фактор):
—
Диапазон на мин.-макс. въртящ момент:
—

Указания за затягане:

Стъпка 1: Затегнете на ръка, докато стегнете плътно
Стъпка 2: Приложете 30% краен въртящ момент
Стъпка 3: Приложете 70% на крайния въртящ момент
Стъпка 4: Приложете 100% краен въртящ момент с плавно движение

Как работи калкулаторът

Референтни стандарти

Международни стандарти:

  • VDI 2230:2015 – Систематично изчисляване на силно напрегнати болтови съединения
  • ISO 898-1 – Механични свойства на крепежни елементи – Болтове, винтове и шпилки
  • ASME B1.1 – Унифицирани инчови винтови резби
  • DIN 946 – Зависимост между въртящия момент и предварителното натоварване на резбови крепежни елементи
  • ECSS-E-HB-32-23A – Ръководство за резбови крепежни елементи (ESA)

Основна формула за въртящ момент

Необходимият въртящ момент на затягане се изчислява, като се използва:

T = k × F × d

където:

  • Т — въртящ момент на затягане (N·m)
  • k — коефициент на въртящ момент (обикновено 0,15-0,25)
  • F — желана сила на предварително натягане (N)
  • г — номинален диаметър на болта (м)

Изчисляване на силата на предварително натоварване

Силата на предварително натоварване се определя от:

F = σ_y × A_s × използване

където:

  • σ_y — граница на провлачване на материала на болта (MPa)
  • А_с — площ на опънно напрежение (mm²)
  • използване — процент на използваната граница на провлачване

К-фактор (коефициент на въртящ момент)

k-факторът зависи от триенето на резбата и повърхността на лагера:

  • Сух/несмазан: к = 0,20-0,25
  • Леко намаслено: к = 0,15-0,18
  • Молибденов дисулфид: к = 0,10-0,12
  • PTFE покритие: к = 0,08-0,10

Класове на якост на болтовете

Класовете метрични болтове показват границата на опън и границата на провлачване:

  • Клас 8.8: Якост на опън 800 MPa, якост на провлачване 640 MPa
  • Клас 10.9: Якост на опън 1000 MPa, якост на провлачване 900 MPa
  • Клас 12.9: Якост на опън 1200 MPa, якост на провлачване 1080 MPa

Важни съображения

  • Винаги използвайте калибрирани инструменти за въртящ момент
  • Почистете резбите преди сглобяване
  • Прилагайте въртящия момент на постепенни стъпки за критичните съединения
  • Обмислете релаксацията на въртящия момент в меки съединения
  • Отчитане на преобладаващия въртящ момент в контрагайките
  • Затегнете отново след първоначалното установяване, ако е необходимо

Фактори на безопасност

  • Статични натоварвания: 75-85% типичен добив
  • Динамични натоварвания: Препоръчителен добив 50-65%
  • Критична безопасност: Необходим е допълнителен анализ
  • Повторно използвани болтове: Намалете въртящия момент с 10-20%

Примери за употреба и ръководство за избор на стойност

Пример 1: Фланцово съединение на помпата

Сценарий: Свързване на помпата към двигателя с предпазител на съединителя

  • Размер на болта: М12
  • Степен: 8.8
  • Смазване: Леко намаслено
  • Предварително зареждане: 75% (стандартен)
  • Тип на съединителя: Твърд (стомана към стомана)
  • Метод: Ръчен динамометричен ключ
  • Резултат: 78 N·m (58 ft·lb)
  • Забележка: Затегнете на кръст
Пример 2: Фланец на съд под налягане

Сценарий: Паропровод за високо налягане със спирално навито уплътнение

  • Размер на болта: М20
  • Степен: 10.9
  • Смазване: Молибденов дисулфид
  • Предварително зареждане: 85% (висока производителност)
  • Тип на съединителя: Мек (с уплътнение)
  • Метод: Хидравличен обтегач
  • Резултат: 340 N·m (251 ft·lb)
  • Критично: Следвайте последователността ASME PCC-1
Пример 3: Болтове на главата на двигателя

Сценарий: Сглобка на цилиндровата глава на автомобилния двигател

  • Размер на болта: М10
  • Степен: 12.9
  • Смазване: Моторно масло
  • Предварително зареждане: 90% (максимум)
  • Тип на съединителя: Резбован отвор
  • Метод: Въртящ момент + ъгъл
  • Резултат: 65 N·m + завъртане на 90°
  • Забележка: Приложение за определяне на въртящия момент спрямо границата на провлачване

Как да избираме ценности

Избор на клас болт
  • Клас 4.6/Степен 2:
    • Некритични приложения
    • Само леки товари
    • Евтин вариант
  • Клас 8.8/5 клас:
    • Общо инженерство
    • Най-често срещаният избор
    • Добро съотношение цена/якост
  • 10.9 клас/8 клас:
    • Приложения с висока якост
    • Динамични натоварвания
    • Възможно е намален брой болтове
  • Клас 12.9:
    • Максимална здравина
    • Критични приложения
    • Изисква се специално боравене
Избор на смазка
  • Сухо (k=0.20): Непоследователни резултати, избягвайте, ако е възможно
  • Лек петрол (k=0.15): Стандартен избор, последователен
  • Молибденова паста (k=0.10): Високи натоварвания, неръждаема стомана
  • ПТФЕ (k=0,08): Най-ниско триене, прецизно предварително натоварване
  • Против захващане: Използвайте посочения k-фактор от производителя
Ръководство за избор на предварително зареждане
  • Добив 50%:
    • Вибриращо оборудване
    • Често разглобяване
    • Алуминиеви компоненти
  • Добив 75%:
    • Стандартни статични съединения
    • Стоманени сглобки
    • Повечето приложения
  • Добив 85-90%:
    • Критични стави
    • Не се допуска разделяне на ставите
    • Само за инженерни приложения
Съображения за типовете съединения
  • Твърда съединителна връзка:
    • Контакт метал с метал
    • Минимална релаксация
    • Прилагат се стандартни стойности на въртящия момент
  • Мека става:
    • Налични гарнитури, О-пръстени
    • Очаква се релаксация на 10-20%
    • Може да се нуждае от повторно затягане
  • Резбовани отвори:
    • Проверете зацепването на резбата (2×D min)
    • Пазете се от изпадане в дъно
    • Помислете за хеликоил за алуминий
Последователност на затягане
  • 4-болтов модел: Кръстосан модел (1-3-2-4)
  • 6-болтов модел: Звезден модел
  • Кръгъл фланец: 180° противоположни, след това 90°
  • Множество пропуски: 30% → 70% → 100% → провери
  • Големи фланци: Използвайте остарелия метод ASME PCC-1