پارامترهای محاسبه

بر اساس ISO 898، ASME B1.1 و VDI 2230









نتایج محاسبه

گشتاور توصیه شده:
—
نیروی پیش بارگذاری هدف:
—
ضریب اصطکاک (ضریب k):
—
محدوده گشتاور حداقل-حداکثر:
—

دستورالعمل‌های سفت کردن:

مرحله ۱: با دست محکم کنید تا سفت شود
مرحله ۲: گشتاور نهایی 30% را اعمال کنید
مرحله ۳: گشتاور نهایی 70% را اعمال کنید
مرحله ۴: گشتاور نهایی 100% را در حرکت روان اعمال کنید

نحوه کار ماشین حساب

استانداردهای مرجع

استانداردهای بین‌المللی:

  • VDI 2230:2015 - محاسبه سیستماتیک اتصالات پیچی تحت تنش بالا
  • ISO 898-1 - خواص مکانیکی اتصال دهنده ها - پیچ و مهره، پیچ و مهره
  • ASME B1.1 - رزوه‌های پیچ یکپارچه اینچی
  • DIN 946 - رابطه گشتاور-پیش‌بار برای اتصال‌دهنده‌های رزوه‌دار
  • ECSS-E-HB-32-23A – کتابچه راهنمای اتصال دهنده‌های رزوه‌دار (ESA)

فرمول پایه گشتاور

گشتاور سفت کردن مورد نیاز با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود:

تی = ک × اف × د

where:

  • تی — گشتاور سفت کردن (نیوتن متر)
  • ک — ضریب گشتاور (معمولاً 0.15-0.25)
  • ف — نیروی پیش‌بار مورد نظر (نیوتن)
  • د — قطر اسمی پیچ (متر)

محاسبه نیروی پیش بارگذاری

نیروی پیش بار با رابطه زیر تعیین می‌شود:

F = σ_y × A_s × استفاده

where:

  • سیگما_ی — استحکام تسلیم ماده پیچ (مگاپاسکال)
  • الف — مساحت تنش کششی (میلی‌متر مربع)
  • استفاده — درصد استحکام تسلیم مورد استفاده

ضریب گشتاور (K-Factor)

ضریب k به اصطکاک سطح رزوه و یاتاقان بستگی دارد:

  • خشک/بدون روغن کاری: ک = 0.20-0.25
  • کمی روغن زده شده: ک = 0.15-0.18
  • دی سولفید مولیبدن: ک = 0.10-0.12
  • پوشش PTFE: ک = 0.08-0.10

کلاس‌های مقاومت پیچ

کلاس‌های متریک پیچ، استحکام کششی و تسلیم را نشان می‌دهند:

  • کلاس ۸.۸: کشش ۸۰۰ مگاپاسکال، تسلیم ۶۴۰ مگاپاسکال
  • کلاس ۱۰.۹: کشش ۱۰۰۰ مگاپاسکال، تسلیم ۹۰۰ مگاپاسکال
  • کلاس ۱۲.۹: کشش ۱۲۰۰ مگاپاسکال، تسلیم ۱۰۸۰ مگاپاسکال

ملاحظات مهم

  • همیشه از ابزارهای گشتاور کالیبره شده استفاده کنید
  • قبل از مونتاژ، رزوه‌ها را تمیز کنید
  • گشتاور را به صورت تدریجی برای اتصالات بحرانی اعمال کنید
  • در نظر گرفتن میزان گشتاور آزاد در مفاصل نرم
  • گشتاور غالب در مهره‌های قفلی را در نظر بگیرید
  • در صورت نیاز، پس از نشست اولیه، گشتاور را دوباره اعمال کنید

عوامل ایمنی

  • بارهای استاتیکی: 75-85% از عملکرد معمول
  • بارهای دینامیکی: 50-65% از عملکرد توصیه شده
  • ایمنی بحرانی: تجزیه و تحلیل اضافی مورد نیاز است
  • پیچ و مهره‌های استفاده مجدد: گشتاور را به میزان 10-20% کاهش دهید

مثال‌های استفاده و راهنمای انتخاب ارزش

مثال ۱: اتصال فلنج پمپ

سناریو: اتصال پمپ به موتور با محافظ کوپلینگ

  • اندازه پیچ: ام۱۲
  • درجه: 8.8
  • روغن کاری: کمی روغن کاری شده
  • پیش بارگذاری: 75% (استاندارد)
  • نوع اتصال: سخت (فولاد به فولاد)
  • روش: آچار گشتاور دستی
  • نتیجه: ۷۸ نیوتن متر (۵۸ فوت پوند)
  • Note: به صورت ضربدری سفت کنید
مثال ۲: فلنج مخزن تحت فشار

سناریو: خط بخار فشار بالا با واشر مارپیچی

  • اندازه پیچ: ام۲۰
  • درجه: 10.9
  • روغن کاری: دی‌سولفید مولیبدن
  • پیش بارگذاری: 85% (عملکرد بالا)
  • نوع اتصال: نرم (با واشر)
  • روش: کشش دهنده هیدرولیک
  • نتیجه: ۳۴۰ نیوتن متر (۲۵۱ فوت پوند)
  • انتقادی: دنباله ASME PCC-1 را دنبال کنید
مثال ۳: پیچ‌های سر موتور

سناریو: مجموعه سرسیلندر موتور خودرو

  • اندازه پیچ: ام۱۰
  • درجه: 12.9
  • روغن کاری: روغن موتور
  • پیش بارگذاری: 90% (حداکثر)
  • نوع اتصال: سوراخ سوراخ شده
  • روش: گشتاور + زاویه
  • نتیجه: ۶۵ نیوتن متر + ۹۰ درجه چرخش
  • Note: کاربرد گشتاور به تسلیم

چگونه ارزش‌ها را انتخاب کنیم

انتخاب گرید پیچ
  • کلاس ۴.۶/پایه دوم:
    • برنامه‌های کاربردی غیر بحرانی
    • فقط بارهای سبک
    • گزینه کم هزینه
  • کلاس ۸.۸/پایه پنجم:
    • مهندسی عمومی
    • رایج‌ترین انتخاب
    • نسبت قدرت/هزینه خوب
  • کلاس دهم/نهم/پایه هشتم:
    • کاربردهای با استحکام بالا
    • بارهای دینامیکی
    • کاهش تعداد پیچ‌ها امکان‌پذیر است
  • کلاس ۱۲.۹:
    • حداکثر قدرت
    • کاربردهای حیاتی
    • رسیدگی ویژه مورد نیاز است
انتخاب روانکاری
  • خشک (k=0.20): نتایج متناقض، در صورت امکان از آن اجتناب کنید
  • نفت سبک (k=0.15): انتخاب استاندارد، ثابت
  • خمیر مولی (k=0.10): بارهای بالا، فولاد ضد زنگ
  • PTFE (k=0.08): کمترین اصطکاک، پیش بارگذاری دقیق
  • ضد توقیف: از ضریب k مشخص شده توسط سازنده استفاده کنید
راهنمای انتخاب پیش بارگذاری
  • بازده 50%:
    • تجهیزات ارتعاشی
    • جداسازی مکرر قطعات
    • اجزای آلومینیومی
  • بازده 75%:
    • اتصالات استاتیک استاندارد
    • مجموعه‌های فولادی
    • اکثر برنامه‌ها
  • 85-90% عملکرد:
    • مفاصل بحرانی
    • جداسازی مفصل مجاز نیست
    • فقط برنامه‌های مهندسی‌شده
ملاحظات نوع اتصال
  • اتصال سخت:
    • تماس فلز با فلز
    • حداقل آرامش
    • مقادیر گشتاور استاندارد اعمال می‌شود
  • مفصل نرم:
    • واشرها، اورینگ‌ها موجود است
    • انتظار آرامش 10-20% را داشته باشید
    • ممکن است نیاز به گشتاور معکوس داشته باشد
  • سوراخ‌های ضربه‌ای:
    • بررسی درگیری رزوه (دقیقه ۲×D)
    • مراقب افت قیمت از پایین باشید
    • برای آلومینیوم، هلی کویل را در نظر بگیرید
توالی سفت کردن
  • الگوی ۴ پیچ: الگوی متقاطع (۱-۳-۲-۴)
  • الگوی ۶ پیچ: الگوی ستاره
  • فلنج دایره‌ای: ۱۸۰ درجه اضلاع، سپس ۹۰ درجه
  • چندین پاس: 30% → 70% → 100% → تأیید
  • فلنج‌های بزرگ: از روش قدیمی ASME PCC-1 استفاده کنید