Poltide pingutusmomendi kalkulaator
Arvutage vajalik pöördemoment poldi eelpinge saavutamiseks
Arvutusparameetrid
Põhineb standarditel ISO 898, ASME B1.1 ja VDI 2230
Arvutustulemused
—
—
—
—
Pingutusjuhised:
Kuidas kalkulaator töötab
Võrdlusstandardid
Rahvusvahelised standardid:
- VDI 2230:2015 – Suure koormusega poltliidete süstemaatiline arvutus
- ISO 898-1 – Kinnitusdetailide mehaanilised omadused – Poldid, kruvid ja naastud
- ASME B1.1 – ühtsed tollised kruvikeermed
- DIN 946 – keermestatud kinnitusdetailide pöördemomendi ja eelpinge seos
- ECSS-E-HB-32-23A – keermestatud kinnitusdetailide käsiraamat (ESA)
Pöördemomendi põhivalem
Vajalik pingutusmoment arvutatakse järgmiselt:
kus:
- T — pingutusmoment (N·m)
- k — pöördemomendi koefitsient (tavaliselt 0,15–0,25)
- F — soovitud eelkoormusjõud (N)
- d — poldi nimiläbimõõt (m)
Eelkoormusjõu arvutamine
Eelpingejõud määratakse järgmiselt:
kus:
- σ_y — poldimaterjali voolavuspiir (MPa)
- A_s — tõmbepinge pindala (mm²)
- kasutamine — kasutatud voolavuspiiri protsent
K-tegur (pöördemomendi koefitsient)
k-tegur sõltub keerme ja laagri pinna hõõrdumisest:
- Kuiv/määrimata: k = 0,20–0,25
- Kergelt õlitatud: k = 0,15–0,18
- Molübdeendisulfiid: k = 0,10–0,12
- PTFE-kate: k = 0,08–0,10
Poltide tugevusklassid
Meetrilised poltide klassid näitavad tõmbetugevust ja voolavuspiiri:
- Klass 8.8: Tõmbetugevus 800 MPa, saagis 640 MPa
- Klass 10.9: Tõmbetugevus 1000 MPa, voolavuspiir 900 MPa
- Klass 12.9: Tõmbetugevus 1200 MPa, voolavuspiir 1080 MPa
Olulised kaalutlused
- Kasutage alati kalibreeritud pöördemomendi tööriistu
- Puhastage keermed enne kokkupanekut
- Kriitiliste ühenduste puhul rakendage pöördemomenti järk-järgult
- Arvestage pöördemomendi lõdvestumisega pehmetes liigestes
- Arvestage lukustusmutrites valitseva pöördemomendiga
- Vajadusel pingutage pärast esialgset settimist uuesti
Ohutustegurid
- Staatilised koormused: 75–851 TP3T tüüpilisest saagikusest
- Dünaamilised koormused: Soovitatav saagikus 50–651 TP3T
- Kriitiline ohutus: Vajalik on täiendav analüüs
- Taaskasutatud poldid: Vähendage pöördemomenti 10-20% võrra
Kasutusnäited ja väärtuste valiku juhend
Näide 1: Pumba äärikuühendus
Stsenaarium: Pumba ühendamine mootoriga sidurikaitse abil
- Poldi suurus: M12
- Hinne: 8.8
- Määrimine: Kergelt õlitatud
- Eellaadimine: 75% (standardne)
- Liigendi tüüp: Kõva (terasest terasele)
- Meetod: Manuaalne momentvõti
- Tulemus: 78 Nm (58 jalga-naela)
- Märkus: Pingutage ristikujuliselt
Näide 2: Surveanuma äärik
Stsenaarium: Kõrgsurve aurutoru spiraaltihendiga
- Poldi suurus: M20
- Hinne: 10.9
- Määrimine: Molübdeendisulfiid
- Eellaadimine: 85% (suure jõudlusega)
- Liigendi tüüp: Pehme (tihendiga)
- Meetod: Hüdrauliline pinguti
- Tulemus: 340 Nm (251 jalga-naela)
- Kriitiline: Järgige ASME PCC-1 järjestust
Näide 3: Mootoripea poldid
Stsenaarium: Automootori silindripea komplekt
- Poldi suurus: M10
- Hinne: 12.9
- Määrimine: Mootoriõli
- Eellaadimine: 90% (maksimaalne)
- Liigendi tüüp: Keermestatud auk
- Meetod: Pöördemoment + nurk
- Tulemus: 65 N·m + 90° pööre
- Märkus: Pöördemomendist voolavuspiirini rakendus
Kuidas valida väärtusi
Poldi klassi valik
- Klass 4.6/2. aste:
- Mittekriitilised rakendused
- Ainult kerged koormad
- Madala hinnaga variant
- 8.8. klass/5. klass:
- Üldine inseneriteadus
- Kõige levinum valik
- Hea tugevuse ja hinna suhe
- 10.9. klass/8. klass:
- Suure tugevusega rakendused
- Dünaamilised koormused
- Võimalik on vähendada poltide arvu
- Klass 12.9:
- Maksimaalne tugevus
- Kriitilised rakendused
- Vajalik on erikäitlus
Määrimisvalik
- Kuiv (k=0,20): Ebajärjekindlad tulemused, võimalusel vältige
- Kerge õli (k=0,15): Standardvalik, järjepidev
- Molübdeenipasta (k=0,10): Suured koormused, roostevaba teras
- PTFE (k=0,08): Väikseim hõõrdumine, täpne eelkoormus
- Kinnijäämisvastane: Kasutage tootja poolt määratud k-faktorit
Eellaadimise valiku juhend
- 50% saagikus:
- Vibreerivad seadmed
- Sagedane lahtivõtmine
- Alumiiniumkomponendid
- 75% saagikus:
- Standardsed staatilised ühendused
- Terasest sõlmed
- Enamik rakendusi
- 85-90% saagikus:
- Kriitilised liigesed
- Liigeste eraldamine pole lubatud
- Ainult insenerirakendused
Liigesetüübi kaalutlused
- Kõva vuuk:
- Metall-metalli kontakt
- Minimaalne lõõgastus
- Kehtivad standardsed pöördemomendi väärtused
- Pehme vuuk:
- Tihendid, O-rõngad olemas
- Oodake 10-20% lõõgastust
- Võib vajada järelpingutust
- Keermestatud augud:
- Keerme haarduvuse kontroll (min 2×D)
- Hoiduge altpoolt väljumisest
- Alumiiniumi puhul kaaluge helicoili
Pingutusjärjestus
- 4-poldiline kinnitusmuster: Ristmuster (1-3-2-4)
- 6-poldiline kinnitusmuster: Tähemuster
- Ümmargune äärik: 180° vastandid, seejärel 90°
- Mitu läbipääsu: 30% → 70% → 100% → kontrolli
- Suured äärikud: Kasutage ASME PCC-1 pärandmeetodit
📘 Täielik juhend: poltide pingutusmomendi kalkulaator
🎯 Mida see kalkulaator teeb
See kalkulaator määrab keermestatud kinnitusdetailide vajaliku pingutusmomendi õige eelpinge saavutamiseks.
Kriitiline poltidega ühenduste töökindluse ja ohutuse tagamiseks kõigis tööstusharudes.
🌍 VDI 2230 ja ISO 898 standardite mõistmine
VDI 2230:2015 on Saksa direktiiv "Suure koormusega poltidega ühenduste süstemaatiline arvutamine". Kõige põhjalikum ja tunnustatum dokument poltidega ühenduste arvutamiseks kogu maailmas. Kasutatakse lennunduses, autotööstuses ja energiatootmises.
ISO 898-1: Poltide tugevusklassid
Määrab kinnitusdetailide mehaanilised omadused tähisega XY:
- 4.6: Voolavuspiir 240 MPa (tavaline teras)
- 8.8: Voolavuspiir 640 MPa (standardne kõrgtugevus)
- 10.9: Voolavuspiir 900 MPa (kõrgtugevus)
- 12.9: Voolavuspiir 1080 MPa (ülikõrge tugevus)
Põhiprintsiip
Polt tuleb eelnevalt pingutada (venitada) voolavuspiirini 75-90%. See tagab:
- Liitekoht jääb suletuks (vahesid ei teki)
- Talub muutuvaid koormusi (ilma lõdvenemiseta)
- Ühtlane koormuse jaotus poltide vahel
💼 Reaalse maailma rakendused
1️⃣ Ääriku kokkupanek
Torujuhe DN200, rõhk 16 baari. 12 polti M16, klass 8.8. Kalkulaator määrab: 130 N·m poldi kohta. Pingutage pöördemomendivõtmega ristisuunas.
2️⃣ Kriitiliste seadmete paigaldamine
Käigukasti kinnitus raamile. Poldid M20, klass 10.9. Nõutav pöördemoment: 420 N·m. Pinguta 3 korda: 30% → 70% → 100%.
3️⃣ Seadmete remont
Kompressori silindripea tihendi vahetus. Tikid M12, klass 8.8. Pöördemoment: 68 N·m. Pingutage spiraalselt keskelt väljapoole.
4️⃣ Monteerimise kvaliteedikontroll
Kontrollige pärast paigaldamist pingutust. Mõõtke lahtiühendamise pöördemomenti. See peaks olema nimiväärtusest 80-100%. Kui see on väiksem, on polt lahti, tuleb see uuesti pingutada.
📊 Praktiline näide: Pumba ääriku ühendus
Taotlus: Äärik DN150, PN25
- 8 polti M16, klass 8.8
- Tihend: grafiitkomposiit
- Määrimine: grafiitpasta
Arvutatud: 95 Nm poldi kohta
Pingutamine: Ristmuster, 3 läbimist (30→70→100%)
Tulemus: Liitekohad suletud, lekkeid pole ✓
📖 Tehniline sõnastik
- Pingutusmoment (T)
- Poldile pingutamise ajal rakendatav pöördemoment. Mõõdetakse N·m-des (njuutonmeetrites) või lb·ft-des (naeljalgades).
- Eelkoormusjõud (F)
- Poldi aksiaalne tõmbejõud pärast pingutamist. Tagab vuugi kokkusurumise ja ühenduse usaldusväärsuse.
- K-tegur (pöördemomendi koefitsient)
- Pöördemomendi ja jõu ühendav mõõtmeteta koefitsient: T = k × F × d. Sõltub keerme ja laagripinna hõõrdumisest.
- Kuiv teras: 0,20
- Õli määrimine: 0,16
- Molübdeenmääre: 0,11
- PTFE/teflon: 0,09
- Saagikuse tugevuse protsent
- Soovitatav eelkoormus saagikuse protsendina:
- 75%: standardsed liigendid
- 85%: kriitilised liigendid
- 90%: lennundus- ja kosmosetööstuse rakendused
- Kõva vuuk
- Metall-metallühendus ilma tihenditeta. Minimaalne eelkoormuse lõdvendamine.
- Pehme vuuk
- Ühendus tihendi või tihendiga. Tüüpiline lõdvendus 10-20%, vajab uuesti pingutamist.
- Pöördemomendi mutrivõti
- Tööriist täpseks pöördemomendi reguleerimiseks. Tüübid: klõps-tüüpi, ketas-tüüpi, digitaalne.
- Lõimede nakkumine
- Metalli kinnikiilumine pingutamise ajal. Tavaline roostevaba terase puhul. Vajab määrimist.
⚠️ Kriitilised ohutuspunktid
- Liigne pingutamine võib keermeid kahjustada või polte purustada
- Liiga madal pingutusmoment põhjustab liigeste purunemist ja lekkeid
- Kalibreerige pöördemomendivõtmeid regulaarselt
- Puhastage keermed enne kokkupanekut – mustus muudab hõõrdumist
- Kasutage ettenähtud määrdeainet – vale määrdeaine muudab K-faktorit dramaatiliselt
🎓 Parimad tavad
- Pingutusmuster: Ristmuster 4 poldi jaoks, tähtmuster 6-8 poldi jaoks, spiraal keskelt äärikute jaoks
- Mitmekäiguline pingutamine: Kriitiliste ühenduste puhul kasutage 2-3 läbimist (esimene 30%, teine 70%, viimane 100%)
- Mark Bolts: Märgistage poldipead, et visuaalselt tuvastada lahtitulemist
- Pingutusmoment uuesti: Pehmete ühenduste puhul kontrollige pingutusmomenti 24 tunni pärast
- Dokumentatsioon: Kriitiliste sõlmede pöördemomentide väärtuste registreerimine