See tasuta veebipõhine poltide pingutusmomendi kalkulaator aitab inseneridel ja tehnikutel määrata poltidega ühenduste õige pingutusmomendi. Rahvusvaheliste standardite ISO 16047 ja VDI 2230 põhjal arvutab see eelpingejõu, K-teguri (hõõrdetegur) ja pakub samm-sammult pingutusjärjestusi. Toetab meetrilisi polte M3-M48 ja tolliseid polte 1/4"-1-1/4", tugevusklasse 4,6 kuni 12,9, SAE klasse 2-5-8 ja mitmesuguseid määrimistingimusi, sealhulgas kuiv-, õli-, MoS2- ja PTFE-määrimistingimusi. Kalkulaator kasutab valemit T = K × F × d, kus T on pöördemoment, K on hõõrdetegur, F on eelpingejõud ja d on poldi läbimõõt.

Arvutustulemused

Soovitatav pöördemoment
—
Eellaadimisjõud
—
Pöördemomendi koefitsient (K)
—
Pöördemomendi vahemik
—
📋 Pingutusjärjestus
  • 1 Pingutage käsitsi kuni mugavaks
  • 2 Pingutage — (30% pöördemomenti)
  • 3 Pingutage — (70% pöördemomenti)
  • 4 Pingutage — (100% pöördemomenti) sujuva liikumisega

📘 Teooria ja võrdlusandmed

Pöördemomendi arvutamise valem

Vajalik pingutusmoment arvutatakse VDI 2230 valemi abil:

T = K × F × d
  • T — pingutusmoment (N·m)
  • K — hõõrdetegur (mõõtmeteta, tavaliselt 0,10–0,25)
  • F — eelkoormusjõud (N)
  • d — poldi nimiläbimõõt (m)

Eellaadimisjõud

F = S × As × η
  • S — tugevuse alus: Rp (saagis) või Sp (tõestus) (MPa)
  • Nagu — tõmbepinge pindala (mm²)
  • η — kasutustegur (50–90%)

Pöördemomendi koefitsient (K-tegur / mutritegur)

Pinna seisukord K-faktor Märkused
Kuivad niidid 0,20–0,25 Ebajärjekindlad tulemused, vältige
Kerge õli 0,14–0,18 Standardvalik
Molübdeenimääre 0,10–0,12 Suured koormused, roostevaba teras
PTFE / teflon 0,08–0,10 Minimaalne hõõrdumine
Tsingitud 0,17–0,20 Sõltub kvaliteedist

Poltide omaduste klassid (ISO 898-1)

Klass Rm (MPa) Rp (MPa) Sp (MPa) Taotlus
4.6 400 240 225 Mittekriitilised ühendused
8.8 800 640 580 (≤16 mm), 600 (>16 mm) Standardühendused
10.9 1000 900 830 Suure tugevusega rakendused
12.9 1200 1080 970 Kriitilised ühendused

Läbipaistvuse jaoks on näidatud Sp väärtused (ISO 898-1 kokkuvõtlik tabel): Boltport). Kriitilise töö puhul kontrollige ametliku ISO 898-1 väljaande ja läbimõõtude vahemiku alusel.

Praktilised näited

🔧 Näide 1: Pumba äärik

Tingimused: M12 poldid, klass 8.8, kerge õliga määrimine

Arvutus: K=0,16, F=40 kN, d=12 mm → T = 0,16 × 40000 × 0,012 = 77 Nm

Muster: Ristmustriga pingutamine 3 läbimisega

⚙️ Näide 2: Käigukasti kinnitus

Tingimused: M20 poldid, klass 10.9, haardumisvastane pasta

Arvutus: K=0,12, F=166 kN, d=20 mm → T = 0,12 × 166000 × 0,020 = 398 Nm

Märkus: Kontrollige pingutusmomenti uuesti 24 tunni pärast

⚠️ Olulised märkused

  • Liigne pingutamine võib keermeid kahjustada või polti murda
  • Liiga madal pingutusmoment põhjustab liigeste lõdvenemist ja lekkeid
  • Kalibreerige regulaarselt oma momentvõtit
  • Puhastage keermed enne kokkupanekut – mustus muudab hõõrdetegurit
  • Korduvkasutatavad klassi 10.9+ poldid tuleks välja vahetada.

Pingutusmustrid

4 polti: Ristmuster (1-3-2-4)

6 polti: Tähemuster (1-4-2-5-3-6)

8+ polti: Diametraalselt vastassuunas, seejärel 90°

Mitmekordne pingutamine: 30% → 70% → 100% → kontrolli

📋 ISO 16047:2005 täielik teatmik

ISO 16047:2005 — Rahvusvaheline standard "Kinnitusdetailid. Pöördemomendi/klambri jõu katsetamine". Määrab kindlaks keermestatud kinnitusdetailide ja sarnaste osade pöördemomendi ja klambri jõu katsete tegemise tingimused.

1. Standardi ulatus

Standard määratleb järgmiste elementide pöördemomendi ja kinnitusjõu katsetamise tingimused:

  • Metrilise keermega poldid, kruvid ja mutrid M3–M39
  • Süsinikterasest ja legeerterasest kinnitusdetailid
  • Tooted, mille mehaanilised omadused vastavad standarditele ISO 898-1 ja ISO 898-2

Ei ole kohaldatav järgmistele juhtudele: kinnituskruvid, pressitud keermega poldid, iselukustuvad kinnitusdetailid.

Katsetemperatuur: 10°C — 35°C (kui ei ole kokku lepitud teisiti).

2. Põhimõisted ja definitsioonid

Termin Sümbol Definitsioon
Kinnitusjõud F Poldi varrele mõjuv aksiaalne tõmbejõud või kinnitatud osadele pingutamise ajal mõjuv survejõud
Jooksev kinnitusjõud Fy Kinnitusjõud, mille korral poldi varre pikenemine ületab elastsuspiiri kombineeritud pinge korral
Ülim klambrijõud Fu Maksimaalne kinnitusjõud, mille juures poldi vars puruneb
Pingutusmoment T Pingutamise ajal mutrile või poldile rakendatav pöördemoment
Keerme pöördemoment Tth Pöördemoment, mis kandub vastaskeerme kaudu poldi varrele
Laagripinna hõõrdemoment Tb Pingutamise ajal laagripindade kaudu kinnitatud osadele edastatav pöördemoment
K-faktor K Pöördemomendi koefitsient: K = T / (F × d)

3. Täielik sümbolite tabel (ISO 16047)

Sümbol Kirjeldus Ühik
dNimikeerme läbimõõtmm
d₂Poldi keerme läbimõõtmm
dAPoldi augu läbimõõt katseseadmesmm
abikaasaSeibi või laagriplaadi ava läbimõõtmm
AndmebaasLaagripinna hõõrdemomendi läbimõõtmm
TeeLaagripinna välisläbimõõtmm
DpLameda laagriplaadi pinna läbimõõtmm
FKinnitusjõud (eelkoormus)N, kN
FpProovikoormus vastavalt ISO 898-1/898-2 standardileN, kN
FuLõplik kinnitusjõudN, kN
FyVoolavusklambri jõudN, kN
hLaagriplaadi või seibi paksusmm
KPöördemomendi koefitsient (K-tegur)—
LcKinnitatud pikkusmm
LeitnantTäiskeerme pikkus laagripindade vahelmm
PKeerme sammmm
TPingutusmomentN·m
TbLaagripinna hõõrdemomentN·m
TthKeerme pöördemomentN·m
TeisipäevMaksimaalne pingutusmomentN·m
TyPingutusmomentN·m
θPöördenurk°
μbHõõrdetegur laagripinnal—
μthHõõrdetegur keermes—
μktKogu hõõrdetegur—

4. Arvutusvalemid vastavalt standardile ISO 16047

4.1. K-tegur (pöördemomendi koefitsient)

K = T / (F × d)

Määratud kinnitusjõu juures 75% tõestuskoormust (0,75 Fp). K-tegur kehtib ainult identsete hõõrdetingimuste, identse läbimõõdu ja geomeetriaga kinnitusdetailide puhul.

4.2. Kellermanni-Kleini võrrand

Täielik pingutusmomendi valem:

T = F × [(P / 2π) + (1,154 × μth × d₂) + (μb × (Do + dh) / 4)]

4.3. Koguhõõrdetegur μtot

Ligikaudne väärtus (viga 1-2%):

μtot = (T/F - P/2π) / (0,577 × d₂ + 0,5 × Db)

kus: Db = (Do + dh) / 2 — keskmine kandepinna läbimõõt

Oluline: μtot-võrrand põhineb eeldusel, et keerme hõõrdetegur ja laagripinna hõõrdetegur on võrdsed (μth = μb).

4.4. Keerme hõõrdetegur μth

μth = (Tth/F - P/2π) / (0,577 × d₂)

kus keerme pöördemoment: T = T - Tb

4.5. Laagripinna hõõrdetegur μb

μb = Tb / (0,5 × Db × F)

kus laagripinna pöördemoment: Tb = T - T-s

5. Pingutusomaduste määramise meetodid

Kinnisvara F T Tth Tb θ
K-faktor●●———
Hõõrdetegur kokku μtot●●———
Keerme hõõrdetegur μth●—●——
Laagripinna hõõrdetegur μb●——●—
Voolavuskinnitusjõud Fy●———●
Pingutusmoment Ty●●——●
Lõplik kinnitusjõud Fu●————
Maksimaalne pingutusmoment Tu●●———

● — kohustuslik mõõtmine, — — pole nõutav

6. Katseseadmete nõuded

6.1. Katsestend

  • Mõõtmise täpsus: ±2% mõõdetud väärtusest
  • Nurga mõõtmise täpsus: ±2° või ±2% (kumb on suurem)
  • Tulemused registreeritakse elektrooniliselt
  • Masina jäikus peab jääma konstantseks

6.2. Pingutuskiirus

Keerme läbimõõt Pöörlemiskiirus
M3–M1610–40 p/min
M16–M395–15 p/min

6.3. Katseseade

  • Keerme pikkus Lt ≥ 1d pingutamisel kuni voolavuseni või purunemiseni
  • Augu läbimõõt dA vastavalt standardile ISO 273:1979, tiheda sobivusega seeria
  • Asendusdetailid tuleb paigaldada koaksiaalselt ja lukustada pöörlemise vastu.

7. Testimiseks vajalikud asendusosad

7.1. Asenduslaagriplaadid/seibid

Parameeter Tüüp HH (kõrge kõvadusega) Tüüp HL (madal kõvadus)
Kõvadus50–60 HRC200–300 HV
Pinna karedus Ra(0,5 ± 0,3) μm≤1,6 μm (kõrgus ≤3 mm), ≤3,2 μm (kõrgus >3 mm)
Augu dhStandardi ISO 273 kohaselt, keskmise suurusega seeria
Paksus hVastavalt standardile ISO 7093-1
TasasusStandardi ISO 4759-3:2000 kohaselt, klass A

7.2. Paksuse varieerumine Δh samal detailil

d, mm 3–5 6–10 12–20 22–33 36
Δh, mm 0.05 0.1 0.15 0.2 0.3

7.3. Katsepoltide asendamine mutritega

  • Poldid klass ≤10,9 → mutter vastavalt standardile ISO 4032/8673, tugevusklass 10
  • Poldid klass 12.9 → mutter vastavalt standardile ISO 4033/8674, tugevusklass 12

7.4. Testimismutrite asendamine poltidega

  • Vastavalt standardile ISO 4014, 4017, 4762, 8765, 15071 või 15072
  • Kindlusklass ≥ pähkliklass, kuid mitte alla 8,8
  • Niit tuleb rulli keerata
  • Keerme väljaulatuvus: 2–7 sammu

7.5. Asendusdetailide ettevalmistamine

  • Eemaldage rasv, õli ja saasteained
  • Puhastage ultraheliga sobiva lahustiga
  • Pinna seisukord: puhas katmata või tsink A1J vastavalt ISO 4042-le
  • Osasid saab kasutada ainult üks kord!

8. Katsetingimused

8.1. Standardtingimused

  • Temperatuur: 10–35 °C
  • Kohtunike testid: mitte varem kui 24 tundi pärast katmist
  • Varuosad peavad olema toatemperatuuril
  • K-teguri ja μtot määramine F = 0,75 Fp juures

8.2. Eritingimused

Lepingupooled lepivad kokku järgmises:

  • Mittestandardsed asendusosad
  • Spetsiaalsed pingutuskiirused
  • Kinnituspoldid/mutrid (kinnitusseibidega)

9. Seotud standardid

Standardne Pealkiri
ISO 898-1Kinnitusdetailide mehaanilised omadused — poldid, kruvid ja naastud
ISO 898-2Kinnitusdetailide mehaanilised omadused — mutrid
ISO 68-1ISO üldotstarbelised meetrilised kruvikeermed — põhiprofiil
ISO 273Kinnitusdetailid — poltide ja kruvide jaoks mõeldud augud
ISO 4042Kinnitusdetailid — galvaanilised katted
ISO 4759-3Kinnitusdetailide tolerantsid — tavalised seibid
ISO 7093-1Lihtsad seibid — Suured seeriad
VDI 2230Kõrgelt koormatud poltidega ühenduste süstemaatiline arvutamine

10. Testiaruande sisu

10.1. Kinnitusdetailide kirjeldus

Kohustuslik:

  • Standardnimetus
  • Arvutatud Db väärtus
  • Pinnakate
  • Määrimine
  • Keerme valmistamise meetod

Vajadusel:

  • Tegelikud mehaanilised omadused
  • Pinna karedus
  • Tootmismeetod

10.2. Testi tulemused

  • Proovide arv
  • Db väärtus (kui pole arvutatud)
  • Pöördemoment määratud kinnitusjõu korral
  • Pöördenurk (vajadusel)
  • K-tegur, μtot, μth, μb
  • T/F või F/T suhe

11. Praktilised soovitused

📌 Hõõrdumise kirjeldamise meetodi valimine
Meetod Keerukus Kohaldatavus
T/F suhe Lihtne Ainult konkreetsete vuukide jaoks testitud
K-faktor Keskmine Üks läbimõõt samade tingimustega
Koefitsiendid μth, μb Kompleksne Kõik suurused samade hõõrdetingimustega

⚠️ Olulised märkused

  • K-tegur on kehtiv ainult ühe läbimõõdu jaoks — seda ei saa ekstrapoleerida!
  • Kogu-μtot eeldab, et μth = μb – see on lihtsustus!
  • Asendusosad on ainult ühekordseks kasutamiseks
  • Plaatide taaskasutamisel – dokumenteerige algseisund
  • Katsed temperatuuril T > Ty või T > Tu – peatage kohe pärast tippväärtuse ületamist

12. Bibliograafia

  • ISO 16047:2005 — Kinnitusdetailid — Pöördemomendi/klambri jõu katsetamine
  • ISO 16047:2005/muudatus 1:2012 — Muudatusettepanek 1
  • VDI 2230:2015 — Suure koormusega poltidega ühenduste süstemaatiline arvutamine
  • Kellermann, R. und Klein, H.-C. — Untersuchungen über den Einfluss der Reibung auf Vorspannung und Anzugsmoment von Schraubenverbindungen (1955)
  • DIN 946 — Poldi/mutteri komplektide hõõrdeteguri määramine
  • ECSS-E-HB-32-23A — Keermestatud kinnitusdetailide käsiraamat (ESA)

❓ Korduma kippuvad küsimused (KKK)

Milline on poltide pingutusmomendi arvutamise valem?

Poltide pingutusmomendi standardvalem on:

T = K × F × d

Kus:

  • T = Pingutusmoment (N·m)
  • K = Hõõrdetegur (K-tegur), tavaliselt 0,10–0,25
  • F = Siht-eelkoormusjõud (N)
  • d = Poldi nimiläbimõõt (m)

See valem põhineb VDI 2230 standardne ja annab täpseid tulemusi standardsete poltidega ühenduste jaoks.

Mis on poltide pingutamise K-tegur?

K-faktor (nimetatakse ka pöördemomendi koefitsiendiks või mutriteguriks) on mõõtmeteta väärtus, mis esindab poltliite kombineeritud hõõrdeomadusi. See hõlmab nii keerme hõõrdumist (μth) kui ka laagripinna hõõrdumist (μb).

Tüüpilised K-faktori väärtused:

  • Kuivad niidid: 0,20–0,25
  • Õlitatud niidid: 0,14–0,18
  • MoS₂ määrimine: 0,10–0,12
  • PTFE-kate: 0,08–0,10

Iga ISO 16047, K-tegur määratakse 75% tõmbetugevuse juures (0,75 Fp) ja see kehtib ainult identsete hõõrdetingimuste ja läbimõõduga kinnitusdetailide puhul.

Milline on poltide soovitatav eelkoormuse protsent?

Soovitatav eelkoormus protsendina valitud tugevusbaasist sõltub rakendusest:

  • 50% — Kerged, vibratsioonile kalduvad sõlmed
  • 65% — Keskmise koormusega rakendused
  • 75% — Tavapärane tööstuspraktika (kõige levinum)
  • 85% — Suure jõudlusega liigendid
  • 90% — Ainult maksimaalsed, kriitilised rakendused

Eelpingejõud arvutatakse järgmiselt: F = S × As × η, kus S on Rp (voolavuspiir) või Sp (tõmbepinge) (MPa), As on tõmbepinge pindala (mm²) ja η on kasutustegur (0,50–0,90).

Mida ISO 16047 täpsustab?

ISO 16047:2005 (Kinnitusdetailid – pöördemomendi/klambri jõu katsetamine) määrab kindlaks:

  • Ulatus: Meetrilised poldid M3–M39 vastavalt standardile ISO 898-1/898-2
  • Testimisseadmed: Mõõtmistäpsus ±2%
  • Pingutuskiirused: 10–40 p/min (M3–M16), 5–15 p/min (M16–M39)
  • Asendusosad: HH (50–60 HRC) ja HL (200–300 HV) tüübid
  • Valemid: K-teguri, μtot, μth ja μb arvutused
  • Katsetingimused: Temperatuur 10–35 °C
  • Kellermanni-Kleini võrrand täieliku pöördemomendi analüüsi jaoks

Standard tagab järjepideva ja võrreldava pöördemomendi/kinnitusjõu testimise kogu maailmas.

Kuidas määrimine mõjutab poldi pöördemomenti?

Määrimine vähendab oluliselt K-faktor, mis tähendab väiksem pöördemoment on vajalik sama eelkoormusjõu saavutamiseks:

SeisundK-faktorEfekt
Kuiv0.22Lähtetase
Kerge õli0.1627% väiksem pöördemoment
MoS₂0.1150% väiksem pöördemoment
PTFE0.0959% väiksem pöördemoment

Hoiatus: Kuiva K-teguri kasutamine määritud poldi puhul põhjustab tugevat ülepingutamist, mis võib põhjustada poldi purunemise. Valige alati K-tegur, mis vastab tegelikele tingimustele.

Milline on poltide pingutamise õige järjekord?

Õige pingutusjärjestus tagab koormuse ühtlase jaotumise:

  1. Käsitsi pingutamine kõik poldid on tihedalt kinni
  2. Pingutage 30% lõplikust pöördemomendist (mustris)
  3. Pingutage 70% lõplikust pöördemomendist (mustris)
  4. Pingutage 100% lõplik pöördemoment sujuva liikumise korral
  5. Kinnita kõigi poltide lõplik pöördemoment

Mustrid:

  • 4 polti: ristikujuline (1-3-2-4)
  • 6 polti: tähekujuline muster (1-4-2-5-3-6)
  • 8+ polti: diametraalselt vastassuunas, seejärel 90° pööre

Millist poldi tugevusklassi peaksin kasutama?

Omandiklassi valik iga ISO 898-1:

KlassRp (MPa)Rm (MPa)Taotlus
4.6240400Mittekriitilised, madalad koormused
8.8640800Standardne struktuur
10.99001000Kõrge tugevusega, autotööstusele
12.910801200Kriitilised, maksimaalsed koormused

Dekodeerimine: Esimene number × 100 = tõmbetugevus (Rm) MPa-des. Esimene × teine number × 10 = voolavuspiir (Rp) MPa-des. Näide: 8,8 → Rm = 800 MPa, Rp = 8 × 8 × 10 = 640 MPa.

Kas ma saan ülitugevaid polte taaskasutada?

Üldiselt mitte. Kõrge tugevusega polte (klass 10.9 ja 12.9) ei tohiks pärast kavandatud eelkoormuseni pingutamist uuesti kasutada, kuna:

  • Pingutamise ajal toimub plastiline deformatsioon
  • Keerme kahjustused ei pruugi olla nähtavad
  • Poldi tugevus väheneb pärast venitamist
  • Pöördemomendiga poldid on konstruktsioonilt ühekordselt kasutatavad

Erandid: Klassi 8.8 ja madalamaid materjale võib taaskasutada, kui nähtavaid kahjustusi pole ja rakendus ei ole kriitiline. ISO 16047, testimiseks mõeldud asendusosad on ainult ühekordselt kasutatavad.

Kui täpne on momentvõtme pingutamine?

Pöördemomendi tööriista täpsus:

  • Klõps-tüüpi momentvõti: ±4–5%
  • Talatüüpi momentvõti: ±3–4%
  • Digitaalne momentvõti: ±1–2%
  • ISO 16047 katseseadmed: ±2%

Siiski, pöördemomendi ja eelkoormuse täpsust piiravad hõõrdumise muutused. Isegi täpse pöördemomendi korral võib tegelik eelkoormus varieeruda ±25–30% tingitud:

  • Pinna viimistluse variatsioonid
  • Määrimise ebajärjekindlus
  • Keerme kvaliteedi erinevused

Kriitiliste rakenduste puhul kaaluge pöördemomendi nurga meetod või hüdrauliline pingutamine (±5% eellaadimise täpsus).

Mis vahe on standarditel ISO 16047 ja VDI 2230?

Need standardid täidavad erinevaid, kuid teineteist täiendavaid eesmärke:

AspektISO 16047VDI 2230
FookusTestimismeetodidProjekteerimisarvutused
EesmärkHõõrdeomaduste mõõtmineArvutage vuukide nõuded
VäljundK-faktori, μth ja μb väärtusedNõutav poldi suurus, pöördemoment
TaotlusKinnitusdetailide tootjad, laboridProjekteerimisinsenerid

ISO 16047 ütleb teile, kuidas mõõta hõõrdetegureid; VDI 2230 selgitab, kuidas neid poltidega liidete projekteerimisel kasutada.