Ez az ingyenes online csavarnyomaték-kalkulátor segít a mérnököknek és technikusoknak meghatározni a csavarozott csatlakozások helyes meghúzási nyomatékát. Az ISO 16047 és VDI 2230 nemzetközi szabványok alapján kiszámítja az előfeszítő erőt, a K-tényezőt (súrlódási együttható), és lépésről lépésre bemutatja a meghúzási sorrendet. Támogatja az M3-M48 metrikus csavarokat és az 1/4"-1-1/4 hüvelykes csavarokat, a 4,6-12,9 szilárdsági osztályokat, a SAE 2-5-8 osztályokat, valamint a különféle kenési körülményeket, beleértve a száraz, olajozott, MoS2 és PTFE kenést. A kalkulátor a T = K × F × d képletet használja, ahol T a nyomaték, K a súrlódási együttható, F az előfeszítő erő, d pedig a csavar átmérője.

Számítási eredmények

Ajánlott nyomaték
—
Előfeszítő erő
—
Nyomaték-együttható (K)
—
Nyomatéktartomány
—
📋 Meghúzási sorrend
  • 1 Húzza meg kézzel amíg kényelmes
  • 2 Húzza meg a — (30% nyomaték)
  • 3 Húzza meg a — (70% nyomaték)
  • 4 Húzza meg a — (100% nyomaték) sima mozgásban

📘 Elmélet és referenciaadatok

Nyomatékszámítási képlet

A szükséges meghúzási nyomatékot a VDI 2230 képlettel számítjuk ki:

T = K × F × d
  • T — meghúzási nyomaték (N·m)
  • K — súrlódási együttható (dimenzió nélküli, jellemzően 0,10–0,25)
  • F — előfeszítő erő (N)
  • d — névleges csavarátmérő (m)

Előfeszítő erő

F = S × As × η
  • S — erősségi alap: Rp (hozam) vagy Sp (bizonyítás) (MPa)
  • Mint — húzófeszültségi terület (mm²)
  • η — kihasználtsági tényező (50–90%)

Nyomatéktényező (K-tényező / anyatényező)

Felületi állapot K-faktor Megjegyzések
Száraz szálak 0,20 – 0,25 Inkonzisztens eredmények, kerülendő
Könnyűolaj 0,14 – 0,18 Standard választás
Molibdén zsír 0,10 – 0,12 Nagy terhelés, rozsdamentes acél
PTFE / Teflon 0,08 – 0,10 Minimális súrlódás
Cinkbevonatú 0,17 – 0,20 A minőségtől függ

Csavarok tulajdonságosztályai (ISO 898-1)

Osztály Rm (MPa) Rp (MPa) Sp (MPa) Alkalmazás
4.6 400 240 225 Nem kritikus kapcsolatok
8.8 800 640 580 (≤16 mm), 600 (>16 mm) Standard csatlakozások
10.9 1000 900 830 Nagy szilárdságú alkalmazások
12.9 1200 1080 970 Kritikus kapcsolatok

Az átlátszósághoz Sp értékeket mutatunk be (ISO 898-1 összefoglaló táblázat: Boltport). Kritikus munkák esetén ellenőrizze a hivatalos ISO 898-1 szabvány és átmérőtartomány szerint.

Gyakorlati példák

🔧 1. példa: Szivattyúkarima

Körülmények: M12-es csavarok, 8.8-as osztály, könnyűolajos kenés

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

Minta: Keresztirányú meghúzás 3 menetben

⚙️ 2. példa: Sebességváltó rögzítése

Körülmények: M20-as csavarok, 10.9-es osztály, berágásgátló paszta

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

Megjegyzés: 24 óra elteltével ellenőrizze újra a meghúzási nyomatékot

⚠️ Fontos megjegyzések

  • A túlzott meghúzás megrongálhatja a menetet vagy eltörheti a csavart
  • A nem megfelelő meghúzás illesztési lazuláshoz és szivárgáshoz vezet
  • Rendszeresen kalibrálja a nyomatékkulcsot
  • Tisztítsa meg a meneteket az összeszerelés előtt – a szennyeződés megváltoztatja a súrlódási együtthatót
  • Az újrafelhasznált 10.9+ osztályú csavarokat ki kell cserélni

Meghúzási minták

4 csavar: Keresztminta (1-3-2-4)

6 csavar: Csillagminta (1-4-2-5-3-6)

8+ csavar: Átlósan szemben, majd 90°

Többszörös meghúzás: 30% → 70% → 100% → ellenőrzés

📋 ISO 16047:2005 Teljes körű referencia útmutató

ISO 16047:2005 szabvány — Nemzetközi szabvány "Rögzítőelemek – Nyomaték-/szorítóerő-vizsgálat". Meghatározza a menetes rögzítőelemek és hasonló alkatrészek nyomaték- és szorítóerő-vizsgálatainak feltételeit.

1. A szabvány hatálya

A szabvány meghatározza a nyomaték- és szorítóerő-vizsgálat feltételeit a következők esetében:

  • Metrikus menetű csavarok, csavaranyák és anyák M3 — M39
  • Szénacélból és ötvözött acélból készült rögzítőelemek
  • ISO 898-1 és ISO 898-2 szabvány szerinti mechanikai tulajdonságokkal rendelkező termékek

Nem alkalmazható a következőkre: rögzítőcsavarok, préselt menetű csavarok, önzáró rögzítők.

Teszthőmérséklet: 10°C — 35°C (kivéve, ha másként állapodunk meg).

2. Kulcsfogalmak és definíciók

Kifejezés Szimbólum Meghatározás
Szorítóerő F A csavarszárra ható axiális húzóerő, vagy a befogott alkatrészekre ható nyomóerő meghúzás közben
Nyújtó szorítóerő Fy Szorítóerő, amelynél a csavarszár megnyúlása meghaladja a rugalmassági határt kombinált feszültségállapotban
Végső szorítóerő Fu A csavarszár maximális szorítóereje, amelynél az eltörik
Meghúzási nyomaték T A meghúzás során az anyára vagy csavarra ható nyomaték
Menetnyomaték T. A nyomaték a csatlakozó meneten keresztül a csavar szárához továbbítódik
Csapágyfelület súrlódási nyomatéka Tuberkulózis A csapágyfelületeken keresztül a befogott alkatrészekre továbbított nyomaték meghúzás közben
K-faktor K Nyomaték-együttható: K = T / (F × d)

3. Teljes szimbólumtáblázat (ISO 16047)

Szimbólum Leírás Egység
dNévleges menetátmérőmm
d₂A csavarmenet menetemelkedésének átmérőjemm
dAA vizsgálóberendezésben lévő csavar furatátmérőjemm
dhAz alátét vagy a csapágylemez furatátmérőjemm
AdatbázisCsapágyfelület súrlódási nyomatékának átmérőjemm
CsináldA csapágyfelület külső átmérőjemm
DpA sík csapágylemez felületének átmérőjemm
FSzorítóerő (előfeszítés)N, kN
FpBizonyító terhelés az ISO 898-1/898-2 szerintN, kN
FuVégső szorítóerőN, kN
FyFolyásrögzítő erőN, kN
hA csapágylemez vagy alátét vastagságamm
KNyomaték-együttható (K-tényező)—
LcBefogott hosszmm
hadnagyTeljes menethossz a csapágyfelületek közöttmm
PMenetemelkedésmm
TMeghúzási nyomatékN·m
TuberkulózisCsapágyfelület súrlódási nyomatékaN·m
T.MenetnyomatékN·m
KeddVégső meghúzási nyomatékN·m
TyMeghúzási nyomatékN·m
θForgásszög°
μbSúrlódási együttható a csapágyfelületen—
μ-edikSúrlódási együttható a menetben—
μtotTeljes súrlódási együttható—

4. Számítási képletek az ISO 16047 szabvány szerint

4.1. K-tényező (nyomaték-együttható)

K = T / (F × d)

A következő szorítóerőnél meghatározva 75% próbaterhelés (0,75 Fp). A K-tényező csak azonos súrlódási viszonyokkal, azonos átmérővel és geometriával rendelkező rögzítőelemek esetén érvényes.

4.2. Kellermann-Klein egyenlet

Teljes meghúzási nyomaték képlet:

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

4.3. Teljes súrlódási együttható μtot

Közelítés (1-2% hiba):

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

ahol: Db = (Do + dh) / 2 — átlagos csapágyfelület átmérője

Fontos: A μtot egyenlet azon a feltételezésen alapul, hogy a menet súrlódási együtthatója és a csapágyfelület súrlódási együtthatója egyenlő (μth = μb).

4.4. Menet súrlódási együtthatója μth

μth = (Tth/F - P/2π) / (0,577 × d₂)

ahol a menet nyomatéka: Tth = T - Tb

4.5. Csapágyfelület súrlódási együtthatója μb

μb = Tb / (0,5 × Db × F)

ahol a csapágyfelület nyomatéka: Tb = T - T-edik

5. A meghúzási tulajdonságok meghatározásának módszerei

Ingatlan F T T. Tuberkulózis θ
K-faktor●●———
Teljes súrlódási együttható μtot●●———
Menet súrlódási együtthatója μth●—●——
Csapágyfelület súrlódási együtthatója μb●——●—
Folyásrögzítő erő Fy●———●
Meghúzási nyomaték Ty●●——●
Végső szorítóerő Fu●————
Végső meghúzási nyomaték Tu●●———

● — kötelező mérés, — — nem szükséges

6. Vizsgálóberendezésekre vonatkozó követelmények

6.1. Tesztpad

  • Mérési pontosság: ±2% a mért értékből
  • Szögmérési pontosság: ±2° vagy ±2% (amelyik nagyobb)
  • Az eredményeket elektronikusan kell rögzíteni
  • A gép merevségének állandónak kell maradnia

6.2. Meghúzási sebesség

Menetátmérő Forgási sebesség
M3 — M1610 — 40 fordulat/perc
M16 — M395 — 15 fordulat/perc

6.3. Tesztkészülék

  • Menethossz Lt ≥ 1d folyáshatárig vagy szakadásig történő meghúzáskor
  • Furatátmérő dA az ISO 273:1979 szabvány szerint, szoros illesztésű sorozat
  • A pótalkatrészeket koaxiálisan kell beszerelni, és elfordulás ellen rögzíteni kell.

7. Cserealkatrészek teszteléshez

7.1. Cserélhető csapágylemezek / alátétek

Paraméter HH típus (nagy keménység) HL típus (alacsony keménységű)
Keménység50 — 60 HRC200 — 300 HV
Felületi érdesség Ra(0,5 ± 0,3) μm≤1,6 μm (m≤3 mm), ≤3,2 μm (m>3 mm)
Lyuk dhISO 273 szabvány szerint, közepes sorozat
Vastagság hAz ISO 7093-1 szabvány szerint
SíkfelületAz ISO 4759-3:2000 szabvány szerint, A osztály

7.2. Vastagságváltozás Δh ugyanazon a darabon

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. Ellenőrzőcsavarok helyett használható anyák

  • ≤10,9 szilárdsági osztályú csavarok → ISO 4032/8673 szabvány szerinti anya, 10-es szilárdsági osztály
  • 12.9-es szilárdsági osztályú csavarok → ISO 4033/8674 szabvány szerinti anya, 12-es szilárdsági osztály

7.4. Csavarok helyettesítése a vizsgálóanyák helyett

  • ISO 4014, 4017, 4762, 8765, 15071 vagy 15072 szabvány szerint
  • Tulajdonságosztály ≥ anyaosztály, de legalább 8,8
  • A szálat fel kell tekerni
  • Menetkiemelkedés: 2—7 menetemelkedés

7.5. Pótalkatrészek előkészítése

  • Zsír, olaj és szennyeződés eltávolítása
  • Ultrahanggal tisztítsa megfelelő oldószerrel
  • Felületi állapot: tiszta, bevonat nélküli vagy cink A1J az ISO 4042 szerint
  • Az alkatrészek csak egyszer használhatók fel!

8. Vizsgálati feltételek

8.1. Normál feltételek

  • Hőmérséklet: 10°C — 35°C
  • Bírói tesztek: legkorábban 24 órával a bevonás után
  • A cserealkatrészeknek szobahőmérsékletűeknek kell lenniük
  • K-faktor és μtot meghatározása F = 0,75 Fp esetén

8.2. Különleges feltételek

A szerződő felek megállapodása szerint:

  • Nem szabványos pótalkatrészek
  • Speciális meghúzási sebességek
  • Rögzített csavarok/anyák (rögzített alátétekkel)

9. Kapcsolódó szabványok

Standard Cím
ISO 898-1Rögzítőelemek mechanikai tulajdonságai – Csavarok, csavaranyák és csapok
ISO 898-2Rögzítőelemek mechanikai tulajdonságai — Anyák
ISO 68-1ISO általános célú metrikus csavarmenetek — Alapprofil
ISO 273Rögzítőelemek — Csavarok és csavarok furatai
ISO 4042Rögzítőelemek – Galvanizált bevonatok
ISO 4759-3Rögzítőelemek tűrései – Sima alátétek
ISO 7093-1Sima alátétek — Nagy sorozat
VDI 2230Nagy igénybevételű csavarozott kötések szisztematikus számítása

10. A tesztjelentés tartalma

10.1. Rögzítőelemek leírása

Kötelező:

  • Szabványos megnevezés
  • Számított Db érték
  • Felületbevonat
  • Kenés
  • Menetgyártási módszer

Adott esetben:

  • Valós mechanikai tulajdonságok
  • Felületi érdesség
  • Gyártási módszer

10.2. Tesztelési eredmények

  • Minták száma
  • Db érték (ha nincs kiszámítva)
  • Nyomaték a megadott szorítóerőnél
  • Forgásszög (ha szükséges)
  • K-faktor, μtot, μth, μb
  • T/F vagy F/T arány

11. Gyakorlati ajánlások

📌 Súrlódásleírási módszer kiválasztása
Módszer Bonyolultság Alkalmazhatóság
T/F arány Egyszerű Csak specifikusan tesztelt illesztésekhez
K-faktor Közepes Egy átmérő azonos feltételek mellett
Együtthatók μth, μb Összetett Minden méret azonos súrlódási viszonyokkal

⚠️ Kritikus megjegyzések

  • A K-faktor érvényes csak egy átmérőhöz – nem extrapolálható!
  • A teljes μtot μth = μb feltételezésével működik – ez egy egyszerűsítés!
  • A pótalkatrészek csak egyszeri használatra
  • Lemezek újrafelhasználásakor – dokumentálja a kezdeti állapotot
  • T > Ty vagy T > Tu esetén végzett vizsgálatok – a csúcsérték túllépése után azonnal leállítandók

12. Bibliográfia

  • ISO 16047:2005 szabvány — Rögzítőelemek — Nyomaték-/szorítóerő-vizsgálat
  • ISO 16047:2005/1. módosítás:2012 — 1. módosítás
  • VDI 2230:2015 — Nagy igénybevételű csavarozott kötések szisztematikus számítása
  • Kellermann, R. und Klein, H.-C. – Untersuchungen über den Einfluss der Reibung auf Vorspannung und Anzugsmoment von Schraubenverbindungen (1955)
  • DIN 946 — Csavar-anya szerelvények súrlódási együtthatójának meghatározása
  • ECSS-E-HB-32-23A — Menetes rögzítőelemek kézikönyve (ESA)

❓ Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)

Mi a képlet a csavarok meghúzási nyomatékának kiszámításához?

A csavarok meghúzási nyomatékának standard képlete a következő:

T = K × F × d

Ahol:

  • T = Meghúzási nyomaték (N·m)
  • K = Súrlódási együttható (K-faktor), jellemzően 0,10–0,25
  • F = Célzott előfeszítő erő (N)
  • d = Névleges csavarátmérő (m)

Ez a képlet azon alapul, hogy VDI 2230 szabványos, és pontos eredményeket biztosít szabványos csavarozott kötésekhez.

Mi a K-tényező a csavarok meghúzásakor?

K-faktor (más néven nyomatéktényező) egy dimenzió nélküli érték, amely a csavarozott kötés kombinált súrlódási jellemzőit képviseli. Magában foglalja mind a menet súrlódását (μth), mind a csapágyfelület súrlódását (μb).

Tipikus K-faktor értékek:

  • Száraz szálak: 0,20 – 0,25
  • Olajos szálak: 0,14 – 0,18
  • MoS₂ kenés: 0,10 – 0,12
  • PTFE bevonat: 0,08 – 0,10

Per ISO 16047, A K-tényezőt 75% próbaterhelésnél (0,75 Fp) határozzák meg, és csak azonos súrlódási viszonyokkal és átmérővel rendelkező rögzítőelemekre érvényes.

Mi a csavarok ajánlott előfeszítési százaléka?

Az ajánlott előfeszítés a kiválasztott szilárdsági alap százalékában az alkalmazástól függ:

  • 50% — Könnyű, rezgésnek kitett szerelvények
  • 65% — Közepes igénybevételű alkalmazások
  • 75% — Standard ipari gyakorlat (leggyakoribb)
  • 85% — Nagy teljesítményű kötések
  • 90% — Csak maximális, kritikus alkalmazások

Az előfeszítő erőt a következőképpen számítjuk ki: F = S × As × η, ahol S a Rp (folyáshatár) vagy Sp (szakítófeszültség) (MPa), As a húzófeszültségi terület (mm²), η pedig a kihasználási tényező (0,50–0,90).

Mit ír elő az ISO 16047 szabvány?

ISO 16047:2005 szabvány (Rögzítőelemek – Nyomaték-/szorítóerő-vizsgálat) előírásai:

  • Hatály: Metrikus csavarok M3–M39 az ISO 898-1/898-2 szabvány szerint
  • Tesztfelszerelés: ±2% mérési pontosság
  • Meghúzási sebességek: 10–40 fordulat/perc (M3–M16), 5–15 fordulat/perc (M16–M39)
  • Csere alkatrészek: HH (50–60 HRC) és HL (200–300 HV) típusok
  • Képletek: K-faktor, μtot, μth, μb számítások
  • Vizsgálati feltételek: Hőmérséklet 10–35°C
  • Kellermann-Klein egyenlet a teljes nyomatékelemzéshez

A szabvány világszerte biztosítja a következetes és összehasonlítható nyomaték-/szorítóerő-tesztelést.

Hogyan befolyásolja a kenés a csavarok nyomatékát?

Kenés jelentősen csökkenti a K-faktor, ami azt jelenti, kisebb nyomaték szükséges azonos előfeszítő erő eléréséhez:

ÁllapotK-faktorHatás
Száraz0.22Alapvonal
Könnyűolaj0.1627% kisebb nyomatékkal
MoS₂0.1150% kisebb nyomatékkal
PTFE0.0959% kisebb nyomaték

Figyelmeztetés: A száraz K-tényező használata kenéssel ellátott csavaroknál súlyos túlhúzáshoz vezethet, ami a csavar meghibásodásához vezethet. A K-tényezőt mindig a tényleges körülményekhez igazítsa.

Mi a helyes csavarhúzási sorrend?

A megfelelő meghúzási sorrend biztosítja az egyenletes terheléselosztást:

  1. Kézzel húzza meg minden csavart szorosan
  2. Húzza meg a 30% a végső nyomaték (a mintázatban)
  3. Húzza meg a 70% a végső nyomaték (a mintázatban)
  4. Húzza meg a 100% végső nyomaték sima mozgásban
  5. Ellenőrzés végső nyomaték minden csavaron

Minták:

  • 4 csavar: Keresztirányú elrendezés (1-3-2-4)
  • 6 csavar: Csillagminta (1-4-2-5-3-6)
  • 8+ csavar: Átlósan szemben, majd 90°-os elforgatás

Milyen csavar szilárdsági osztályt használjak?

Tulajdonságosztály kiválasztása ISO 898-1:

OsztályRp (MPa)Rm (MPa)Alkalmazás
4.6240400Nem kritikus, alacsony terhelések
8.8640800Standard szerkezeti
10.99001000Nagy szilárdságú, autóipari
12.910801200Kritikus, maximális terhelések

Dekódolás: Első számjegy × 100 = szakítószilárdság (Rm) MPa-ban. Első × második számjegy × 10 = folyáshatár (Rp) MPa-ban. Példa: 8,8 → Rm=800 MPa, Rp=8×8×10=640 MPa.

Újrahasználhatom a nagy szilárdságú csavarokat?

Általában nem. A nagy szilárdságú csavarokat (10.9 és 12.9 osztály) a tervezett előterhelésig meghúzás után nem szabad újra felhasználni, mert:

  • Meghúzás közben képlékeny deformáció lép fel
  • A menet sérülése nem feltétlenül látható
  • A csavar szilárdsága csökken a nyújtás után
  • A nyomaték-folyáshatárra beállított csavarok egyszer használatosak

Kivételek: A 8.8-as és az alatti osztályba tartozó anyagok újra felhasználhatók, ha nincsenek látható sérülések, és az alkalmazás nem kritikus. ISO 16047, a teszteléshez használt pótalkatrészek csak egyszer használatosak.

Mennyire pontos a nyomatékkulcs meghúzása?

Nyomatékszerszám pontossága:

  • Nyomatékkulcs kattanós kivitelben: ±4–5%
  • Nyerges nyomatékkulcs: ±3–4%
  • Digitális nyomatékkulcs: ±1–2%
  • ISO 16047 tesztberendezés: ±2%

Viszont, A nyomaték és az előterhelés közötti pontosságot a súrlódási változások korlátozzák. Még pontos nyomaték esetén is változhat a tényleges előterhelés ±25–30% miatt:

  • Felületkezelési variációk
  • Kenési inkonzisztencia
  • A szál minőségének különbségei

Kritikus alkalmazások esetén vegye figyelembe nyomaték-szög módszer vagy hidraulikus feszítés (±5% előterhelési pontosság).

Mi a különbség az ISO 16047 és a VDI 2230 között?

Ezek a szabványok eltérő, de egymást kiegészítő célokat szolgálnak:

VonatkozásISO 16047VDI 2230
FókuszVizsgálati módszerekTervezési számítások
CélSúrlódási tulajdonságok méréseHézagkövetelmények kiszámítása
KimenetK-faktor, μth, μb értékekSzükséges csavarméret, nyomaték
AlkalmazásRögzítőelem-gyártók, laboratóriumokTervezőmérnökök

ISO 16047 elmondja, hogyan kell mérni a súrlódási együtthatókat; VDI 2230 elmondja, hogyan kell őket csavarozott kötések tervezésében használni.