Bezplatný inženýrský nástroj
Kalkulačka pevnosti šroubů v tahu & smyku
Vypočítejte mezní tahové zatížení metrických šroubů z údajů tříd pevnosti podle ISO 898-1 plus zjednodušený odhad smykové únosnosti. Zvolte velikost šroubu a třídu pevnosti.
Tuto kalkulačku vyvinul a ověřil tým inženýrů společnosti Vibromera, výrobce přenosných vyvažovacích přístrojů Balanset.
Výsledky
Mezní tahové zatížení
Maximální tahová síla, kterou šroub vydrží před zlomením:
- Rm — mez pevnosti v tahu (MPa) z třídy pevnosti
- As — průřez v tahu (mm²), dle ISO 898-1 / ISO 261
Smyková únosnost (zjednodušený odhad)
ISO 898-1 definuje tahové vlastnosti a zkušební zatížení šroubů — ne ne specifikovat pevnost ve smyku. Zde uvedená hodnota je široce používaný zjednodušený technický odhad, který předpokládá pevnost ve smyku přibližně 60 % pevnosti v tahu (na základě von Misesova kritéria, τ ≈ 0.58 σ):
Pro dvojitý smyk vynásobte 2 (dvě smykové roviny).
⚠️ Poznámka k návrhu na smyk: Skutečná smyková únosnost závisí na tom, zda smyková rovina prochází závitem nebo hladkou dříkovou částí, na prokluzu spoje a otlačení desky a na únavovém zatížení. Návrhové normy definují vlastní hodnoty — např. Eurokód 3 (EN 1993-1-8) používá Fv = αv × fub × A with αv = 0.6 pro třídy 4.6, 5.6 a 8.8, ale 0.5 pro třídy 4.8, 5.8, 6.8 a 10.9, spolu s dílčími součiniteli bezpečnosti. Smykem namáhané spoje vždy ověřte podle příslušné stavební nebo strojní návrhové normy, ne pouze podle tohoto zjednodušeného odhadu.
Pevnostní třídy dle ISO 898-1
| Třída | Rm (MPa) | Rp0,2 (MPa) | Typické použití |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | Nízká pevnost, univerzální |
| 5.8 | 520 | 420 | Strukturální, bez předpětí |
| 8.8 | 800 | 640 | Automobilový průmysl, strojírenství (nejběžnější) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Vysoce pevná konstrukce |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Maximální pevnost (legovaná ocel) |
Praktický příklad
Vzhledem k: Šroub M10, třída pevnosti 8.8, jednoduchý střih
As = 58,0 mm², Rm = 800 MPa
Ft = 800 × 58,0 = 46 400 N = 46,4 kN
Fs = 0,6 × 800 × 58,0 = 27 840 N = 27,8 kN
⚠️ Poznámka: Jedná se o mezní únosnosti bez součinitelů bezpečnosti. Pro účely návrhu použijte vhodné součinitele bezpečnosti (obvykle 2–3 pro statickou pevnost, 4–6 pro únavu).
Výpočtový průřez závitu pro tah (As) je účinná plocha průřezu používaná k výpočtu tahové únosnosti závitového spojovacího prvku. Je menší než jmenovitý průřez dříku, protože zohledňuje geometrii kořene závitu. Hodnoty jsou uvedeny v tabulkách normy ISO 898-1.
Mezní tahové zatížení je Ft = Rm × As, kde Rm je mez pevnosti v tahu podle pevnostní třídy a As je výpočtový průřez závitu pro tah. Například šroub pevnostní třídy 8.8 má Rm = 800 MPa.
První číslo (8) odpovídá jedné setině minimální meze pevnosti v tahu vyjádřené v MPa (800 MPa). Druhé číslo (8) je desetinásobkem poměru meze kluzu k mezi pevnosti v tahu (0,8). Mez kluzu je tedy přibližně 800 × 0,8 = 640 MPa.
ISO 898-1 does not specify shear strength — it covers tensile and proof-load properties only. A common simplified estimate takes shear strength as 60% of tensile strength: Fs = 0.6 × Rm × As, based on the von Mises yield criterion. Design codes such as Eurocode 3 (EN 1993-1-8) apply their own factors (0.6 or 0.5 depending on property class) plus safety factors. For double shear (two planes), multiply by 2.
Proof load is the maximum force without permanent deformation (elastic limit). Ultimate tensile strength is the maximum force before fracture. Proof load stress is approximately 90% of yield strength for most property classes.
Postupy popsané na této stránce vyvinul a v terénu otestoval tým Vibromera pomocí přístroje Balanset-1A, přenosného dvoukanálového vyvažovacího přístroje a analyzátoru vibrací pro vyvažování rotorů na místě.
Profesionální přístroje a software pro vyvažování v terénu. Používají se ve více než 50 zemích.
