ჭანჭიკების გამკაცრების ბრუნვის მომენტის კალკულატორი
გამოთვალეთ საჭირო ბრუნვის მომენტი ჭანჭიკების სათანადო წინასწარი დატვირთვის მისაღწევად
გაანგარიშების პარამეტრები
ISO 898, ASME B1.1 და VDI 2230 სტანდარტების მიხედვით
გაანგარიშების შედეგები
—
—
—
—
გამკაცრების ინსტრუქცია:
როგორ მუშაობს კალკულატორი
საცნობარო სტანდარტები
საერთაშორისო სტანდარტები:
- VDI 2230:2015 – მაღალი დაძაბულობის მქონე ჭანჭიკებით შეერთებების სისტემატური გაანგარიშება
- ISO 898-1 – შესაკრავების მექანიკური თვისებები – ჭანჭიკები, ხრახნები და საკინძები
- ASME B1.1 – ერთიანი ინჩიანი ხრახნიანი ხრახნები
- DIN 946 – ბრუნვის მომენტისა და წინასწარი დატვირთვის თანაფარდობა ხრახნიანი შესაკრავებისთვის
- ECSS-E-HB-32-23A – ხრახნიანი შესაკრავების სახელმძღვანელო (ESA)
ძირითადი ბრუნვის მომენტის ფორმულა
საჭირო მოჭერის ბრუნვის მომენტი გამოითვლება შემდეგი ფორმულით:
where:
- ტ — მოჭერის ბრუნვის მომენტი (ნ·მ)
- კ — ბრუნვის კოეფიციენტი (როგორც წესი, 0.15-0.25)
- ფ — სასურველი წინასწარი დატვირთვის ძალა (N)
- დ — ჭანჭიკის ნომინალური დიამეტრი (მ)
წინასწარი დატვირთვის ძალის გაანგარიშება
წინასწარი დატვირთვის ძალა განისაზღვრება შემდეგით:
where:
- σ_y — ჭანჭიკის მასალის დენადობის ზღვარი (MPa)
- A_s — დაჭიმვის დაძაბულობის ფართობი (მმ²)
- გამოყენება — გამოყენებული დენადობის ზღვარის პროცენტული მაჩვენებელი
K-ფაქტორი (ბრუნვის მომენტის კოეფიციენტი)
k-კოეფიციენტი დამოკიდებულია ხრახნისა და საკისრის ზედაპირის ხახუნობაზე:
- მშრალი/შეზეთვის გარეშე: k = 0.20-0.25
- მსუბუქად ზეთით შეზეთილი: k = 0.15-0.18
- მოლიბდენის დისულფიდი: k = 0.10-0.12
- PTFE საფარი: k = 0.08-0.10
ჭანჭიკების სიმტკიცის კლასები
მეტრული ჭანჭიკების კლასები მიუთითებს დაჭიმვისა და დენადობის ზღვარზე:
- კლასი 8.8: 800 მპა დაჭიმვა, 640 მპა დენადობა
- კლასი 10.9: 1000 MPa დაჭიმვა, 900 MPa გამოსავლიანობა
- კლასი 12.9: 1200 მპა დაჭიმვა, 1080 მპა გამოსავლიანობა
მნიშვნელოვანი მოსაზრებები
- ყოველთვის გამოიყენეთ დაკალიბრებული ბრუნვის მომენტის ხელსაწყოები.
- აწყობამდე ძაფების გაწმენდა
- კრიტიკული სახსრებისთვის ბრუნვის მომენტი თანდათანობითი ნაბიჯებით გამოიყენეთ
- გაითვალისწინეთ ბრუნვის მომენტის რელაქსაცია რბილ სახსრებში
- გაითვალისწინეთ საკეტ თხილებში გაბატონებული ბრუნვის მომენტი
- საჭიროების შემთხვევაში, თავდაპირველი დამაგრების შემდეგ ხელახლა დაამაგრეთ ბრუნვის მომენტი
უსაფრთხოების ფაქტორები
- სტატიკური დატვირთვები: ტიპიური მოსავლიანობის 75-85%
- დინამიური დატვირთვები: რეკომენდებული მოსავლიანობა 50-65%
- კრიტიკული უსაფრთხოება: საჭიროა დამატებითი ანალიზი
- ხელახლა გამოყენებული ჭანჭიკები: ბრუნვის მომენტის შემცირება 10-20%-ით
გამოყენების მაგალითები და მნიშვნელობის შერჩევის სახელმძღვანელო
მაგალითი 1: ტუმბოს ფლანგის შეერთება
სცენარი: ტუმბოს ძრავასთან შეერთება შემაერთებელი დამცავით
- ჭანჭიკის ზომა: M12
- კლასი: 8.8
- შეზეთვა: მსუბუქად ზეთით შეზეთილი
- წინასწარი ჩატვირთვა: 75% (სტანდარტული)
- სახსრის ტიპი: მყარი (ფოლადიდან ფოლადამდე)
- მეთოდი: მექანიკური ბრუნვის მომენტის გასაღები
- შედეგი: 78 ნმ (58 ფუტი ფუნტი)
- Note: გამკაცრეთ ჯვარედინი ნიმუშით
მაგალითი 2: წნევის ჭურჭლის ფლანგი
სცენარი: მაღალი წნევის ორთქლის მილი სპირალურად დახვეული შუასადებით
- ჭანჭიკის ზომა: M20
- კლასი: 10.9
- შეზეთვა: მოლიბდენის დისულფიდი
- წინასწარი ჩატვირთვა: 85% (მაღალი ხარისხის)
- სახსრის ტიპი: რბილი (გასაშლელი)
- მეთოდი: ჰიდრავლიკური დამჭიმავი
- შედეგი: 340 ნმ (251 ფუტი ფუნტი)
- კრიტიკული: დაიცავით ASME PCC-1 თანმიმდევრობა
მაგალითი 3: ძრავის თავის ჭანჭიკები
სცენარი: ავტომობილის ძრავის ცილინდრის თავის შეკრება
- ჭანჭიკის ზომა: M10
- კლასი: 12.9
- შეზეთვა: ძრავის ზეთი
- წინასწარი ჩატვირთვა: 90% (მაქსიმუმი)
- სახსრის ტიპი: დაკაკუნებული ხვრელი
- მეთოდი: ბრუნვის მომენტი + კუთხე
- შედეგი: 65 ნ·მ + 90°-იანი შემობრუნება
- Note: ბრუნვის მომენტიდან დენადობის გამოყენება
როგორ ავირჩიოთ მნიშვნელობები
ჭანჭიკის კლასის შერჩევა
- მე-4.6 კლასი/მე-2 კლასი:
- არაკრიტიკული აპლიკაციები
- მხოლოდ მსუბუქი დატვირთვები
- დაბალი ღირებულების ვარიანტი
- მე-8.8 კლასი/მე-5 კლასი:
- ზოგადი ინჟინერია
- ყველაზე გავრცელებული არჩევანი
- კარგი სიძლიერის/ფასის თანაფარდობა
- მე-10.9 კლასი/მერვე კლასი:
- მაღალი სიმტკიცის აპლიკაციები
- დინამიური დატვირთვები
- შესაძლებელია ჭანჭიკების რაოდენობის შემცირება
- კლასი 12.9:
- მაქსიმალური სიძლიერე
- კრიტიკული აპლიკაციები
- საჭიროა სპეციალური დამუშავება
შეზეთვის შერჩევა
- მშრალი (k=0.20): შეუსაბამო შედეგები, თუ შესაძლებელია, მოერიდეთ
- მსუბუქი ზეთი (k=0.15): სტანდარტული არჩევანი, თანმიმდევრული
- მოლიპული პასტა (k=0.10): მაღალი დატვირთვები, უჟანგავი ფოლადი
- PTFE (k=0.08): ყველაზე დაბალი ხახუნი, ზუსტი წინასწარი დატვირთვა
- ჩამორთმევის საწინააღმდეგო: გამოიყენეთ მწარმოებლის მიერ მითითებული k-ფაქტორი
წინასწარი ჩატვირთვის შერჩევის სახელმძღვანელო
- 50% მოსავლიანობა:
- ვიბრაციული აღჭურვილობა
- ხშირი დაშლა
- ალუმინის კომპონენტები
- 75% მოსავლიანობა:
- სტანდარტული სტატიკური სახსრები
- ფოლადის ასამბლეები
- აპლიკაციების უმეტესობა
- 85-90% მოსავლიანობა:
- კრიტიკული სახსრები
- სახსრების გამოყოფა დაუშვებელია
- მხოლოდ ინჟინერიული აპლიკაციები
სახსრის ტიპის მოსაზრებები
- მყარი სახსარი:
- ლითონ-ლითონთან კონტაქტი
- მინიმალური რელაქსაცია
- სტანდარტული ბრუნვის მომენტის მნიშვნელობები მოქმედებს
- რბილი სახსარი:
- შუასადებები, O-რგოლები წარმოდგენილია
- 10-20% მოდუნებას უნდა ველოდოთ
- შეიძლება საჭირო გახდეს ხელახლა დამაგრება
- ონკანიანი ხვრელები:
- შეამოწმეთ ძაფის ჩაჭედვა (2×D წთ.)
- ფრთხილად იყავით ქვემოდან ამოვარდნისგან
- ალუმინისთვის განიხილეთ სპირალური კოჭა.
გამკაცრების თანმიმდევრობა
- 4-ჭანჭიკის ნიმუში: ჯვარედინი ნიმუში (1-3-2-4)
- 6-ჭანჭიკის ნიმუში: ვარსკვლავის ნიმუში
- წრიული ფლანგი: 180°-იანი საპირისპირო, შემდეგ 90°
- მრავალჯერადი გადასასვლელი: 30% → 70% → 100% → გადამოწმება
- დიდი ფლანგები: გამოიყენეთ ASME PCC-1 მემკვიდრეობითი მეთოდი
📘 სრული სახელმძღვანელო: ჭანჭიკების გამკაცრების ბრუნვის მომენტის კალკულატორი
🎯 რას აკეთებს ეს კალკულატორი
ეს კალკულატორი განსაზღვრავს ხრახნიანი შესაკრავებისთვის საჭირო მოჭერის ბრუნვის მომენტს სათანადო წინასწარი დატვირთვის ძალის მისაღწევად.
კრიტიკულად მნიშვნელოვანია ყველა ინდუსტრიაში ჭანჭიკებით შეერთების საიმედოობისა და უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად.
🌍 VDI 2230 და ISO 898 სტანდარტების გაცნობა
VDI 2230:2015 არის გერმანული დირექტივა „მაღალი დაძაბულობის ჭანჭიკებით შეერთებების სისტემატური გაანგარიშება“. ეს არის მსოფლიოში ყველაზე ყოვლისმომცველი და აღიარებული დოკუმენტი ჭანჭიკებით შეერთებების გაანგარიშებისთვის. გამოიყენება ავიაციაში, საავტომობილო და ელექტროენერგიის წარმოებაში.
ISO 898-1: ჭანჭიკების სიმტკიცის კლასები
განსაზღვრავს შესაკრავების მექანიკურ თვისებებს XY აღნიშვნით:
- 4.6: დენადობის ზღვარი 240 მპა (ჩვეულებრივი ფოლადი)
- 8.8: დენადობის ზღვარი 640 მპა (სტანდარტული მაღალი სიმტკიცე)
- 10.9: დენადობის ზღვარი 900 მპა (მაღალი სიმტკიცე)
- 12.9: დენადობის ზღვარი 1080 მპა (ულტრამაღალი სიმტკიცე)
ძირითადი პრინციპი
ჭანჭიკი წინასწარ უნდა იყოს დაჭიმული (დაჭიმული) დენადობის ზღვარზე 75-90%. ეს უზრუნველყოფს:
- შეერთება რჩება დალუქული (ნაპრალის გარეშე)
- ცვლადი დატვირთვის მართვა (მოშვებული არ არის)
- ჭანჭიკებს შორის დატვირთვის თანაბარი განაწილება
💼 რეალური სამყაროს აპლიკაციები
1️⃣ ფლანგის აწყობა
მილსადენი DN200, წნევა 16 ბარი. 12 ჭანჭიკი M16, კლასი 8.8. კალკულატორი განსაზღვრავს: 130 ნ·მ თითო ჭანჭიკზე. დაამაგრეთ ბრუნვის მომენტის გასაღებით განივი ხაზით.
2️⃣ კრიტიკული აღჭურვილობის მონტაჟი
გადაცემათა კოლოფის ჩარჩოზე დამაგრება. ჭანჭიკები M20, კლასი 10.9. საჭირო ბრუნვის მომენტი: 420 ნ·მ. გამკაცრეთ 3 გავლაში: 30% → 70% → 100%.
3️⃣ აღჭურვილობის შეკეთება
კომპრესორის ცილინდრის თავის შუასადების შეცვლა. საკინძები M12, კლასი 8.8. ბრუნვის მომენტი: 68 ნ·მ. მოუჭირეთ ცენტრიდან გარეთ სპირალურად.
4️⃣ აწყობის ხარისხის კონტროლი
მონტაჟის შემდეგ შეამოწმეთ მოჭერის ძალა. გაზომეთ მოტეხილობის მომენტი. ნომინალური უნდა იყოს 80-100%. თუ ნაკლებია - ჭანჭიკი მოშვებულია, საჭიროა ხელახლა მოჭერის მომენტი.
📊 პრაქტიკული მაგალითი: ტუმბოს ფლანგის შეერთება
Application: ფლანგი DN150, PN25
- 8 ჭანჭიკი M16, კლასი 8.8
- შუასადები: გრაფიტის კომპოზიტი
- შეზეთვა: გრაფიტის პასტა
გამოთვლილია: 95 ნმ თითო ჭანჭიკზე
გამკაცრება: ჯვარედინი ნიმუში, 3 გავლა (30→70→100%)
შედეგი: შეერთება დალუქულია, გაჟონვა არ ხდება ✓
📖 ტექნიკური ტერმინთა ლექსიკონი
- მოჭერის ბრუნვის მომენტი (T)
- ჭანჭიკზე მორგების დროს გამოყენებული ბრუნვის მომენტი. იზომება ნ·მ-ში (ნიუტონ-მეტრები) ან lb·ft-ში (ფუნტ-ფუტები).
- წინასწარი დატვირთვის ძალა (F)
- ჭანჭიკში ღერძული დაჭიმვის ძალა გამკაცრების შემდეგ. უზრუნველყოფს შეერთების შეკუმშვას და საიმედოობას.
- K-ფაქტორი (ბრუნვის მომენტის კოეფიციენტი)
- ბრუნვისა და ძალის შემაკავშირებელი განზომილებების გარეშე კოეფიციენტი: T = k × F × d. დამოკიდებულია ხრახნსა და საკისრის ზედაპირის ხახუნზე.
- მშრალი ფოლადი: 0.20
- ზეთის შეზეთვა: 0.16
- მოლიბდენის ცხიმი: 0.11
- PTFE/ტეფლონი: 0.09
- დენადობის ზღვრის პროცენტული მაჩვენებელი
- რეკომენდებული წინასწარი დატვირთვა, როგორც მოსავლიანობის პროცენტული მაჩვენებელი:
- 75%: სტანდარტული სახსრები
- 85%: კრიტიკული სახსრები
- 90%: აერონავტიკის გამოყენება
- მყარი სახსარი
- ლითონ-ლითონ შეერთება შუასადებების გარეშე. მინიმალური წინასწარი დატვირთვის შემსუბუქება.
- რბილი სახსარი
- შეერთება შუასადებით ან დალუქვით. ტიპიური დუნდულა 10-20%, საჭიროებს ხელახლა გამკაცრებას.
- ბრუნვის მომენტის გასაღები
- ზუსტი ბრუნვის კონტროლის ინსტრუმენტი. ტიპები: დაწკაპუნების ტიპის, ციფერბლატის ტიპის, ციფრული.
- თემის გაბრაზება
- ლითონის დაჭერა მოჭიდების დროს. ხშირია უჟანგავი ფოლადის შემთხვევაში. საჭიროებს შეზეთვას.
⚠️ კრიტიკული უსაფრთხოების წერტილები
- ზედმეტმა ბრუნვის ძალამ შეიძლება ხრახნები გახიოს ან ჭანჭიკები გატეხოს
- არასაკმარისი ბრუნვის მომენტი იწვევს სახსრების უკმარისობას და გაჟონვას
- ბრუნვის მომენტის გასაღებები ყოველთვის რეგულარულად დაკალიბრეთ
- აწყობამდე გაწმინდეთ ძაფები - ჭუჭყი ცვლის ხახუნს
- გამოიყენეთ სპეციფიკური საპოხი მასალა - არასწორი საპოხი მასალა მკვეთრად ცვლის K-ფაქტორს
🎓 საუკეთესო პრაქტიკა
- გამკაცრების ნიმუში: ჯვრის ფორმის ნიმუში 4 ჭანჭიკისთვის, ვარსკვლავის ფორმის ნიმუში 6-8 ჭანჭიკისთვის, ფლანგებისთვის ცენტრიდან სპირალური.
- მრავალჯერადი გამკაცრება: კრიტიკული სახსრებისთვის გამოიყენეთ 2-3 გავლა (პირველი 30%, მეორე 70%, ბოლო 100%)
- მარკ ბოლტსი: მონიშნეთ ჭანჭიკის თავები შესუსტების ვიზუალურად აღმოსაჩენად
- ბრუნვის ხელახლა დაჭიმვა: რბილი სახსრების შემთხვევაში, შეამოწმეთ ბრუნვის მომენტი 24 საათის შემდეგ
- დოკუმენტაცია: ჩაწერეთ ბრუნვის მომენტის მნიშვნელობები კრიტიკული შეკრებებისთვის