Ši nemokama internetinė varžtų sukimo momentų skaičiuoklė padeda inžinieriams ir technikams nustatyti tinkamą varžtinių jungčių priveržimo momentą. Remiantis tarptautiniais standartais ISO 16047 ir VDI 2230, ji apskaičiuoja išankstinio įtempimo jėgą, K koeficientą (trinties koeficientą) ir pateikia nuoseklias priveržimo sekas. Palaiko metrinius varžtus M3-M48 ir imperinius varžtus 1/4"-1-1/4", tvirtumo klases nuo 4,6 iki 12,9, SAE klases 2-5-8 ir įvairias tepimo sąlygas, įskaitant sausą, alyvuotą, MoS2 ir PTFE. Skaičiuoklė naudoja formulę T = K × F × d, kur T yra sukimo momentas, K yra trinties koeficientas, F yra išankstinio įtempimo jėga, o d yra varžto skersmuo.

Skaičiavimo rezultatai

Rekomenduojamas sukimo momentas
—
Išankstinio įkrovimo jėga
—
Sukimo momento koeficientas (K)
—
Sukimo momento diapazonas
—
📋 Priveržimo seka
  • 1 Priveržkite rankomis kol patogu
  • 2 Priveržkite iki — (30% sukimo momento)
  • 3 Priveržkite iki — (70% sukimo momento)
  • 4 Priveržkite iki — (100% sukimo momento) sklandžiam judesiui

📘 Teorija ir informaciniai duomenys

Sukimo momento skaičiavimo formulė

Reikalingas priveržimo sukimo momentas apskaičiuojamas pagal VDI 2230 formulę:

T = K × F × d
  • T — priveržimo sukimo momentas (N·m)
  • K — trinties koeficientas (bematis, paprastai 0,10–0,25)
  • F — išankstinio įtempimo jėga (N)
  • d — vardinis varžto skersmuo (m)

Išankstinio įkrovimo jėga

F = S × As × η
  • S — stiprumo pagrindas: Rp (derlius) arba Sp (įrodymas) (MPa)
  • Kaip — tempimo įtempio plotas (mm²)
  • η — panaudojimo koeficientas (50–90%)

Sukimo momento koeficientas (K koeficientas / veržlės koeficientas)

Paviršiaus būklė K faktorius Pastabos
Sausi siūlai 0,20–0,25 Nenuoseklūs rezultatai, venkite
Lengvoji alyva 0,14–0,18 Standartinis pasirinkimas
Molibdeno tepalas 0,10–0,12 Didelės apkrovos, nerūdijantis plienas
PTFE / teflonas 0,08–0,10 Minimali trintis
Cinkuotas 0,17–0,20 Priklauso nuo kokybės

Varžtų savybių klasės (ISO 898-1)

Klasė Rm (MPa) Rp (MPa) Sp (MPa) Paraiška
4.6 400 240 225 Nekritinės jungtys
8.8 800 640 580 (≤16 mm), 600 (>16 mm) Standartinės jungtys
10.9 1000 900 830 Didelio stiprumo pritaikymai
12.9 1200 1080 970 Svarbios jungtys

Rodomos skaidrumo Sp vertės (ISO 898-1 suvestinė lentelė: Boltportas). Kritiniams darbams patikrinkite pagal oficialų ISO 898-1 leidimą ir skersmenų diapazoną.

Praktiniai pavyzdžiai

🔧 1 pavyzdys: Siurblio flanšas

Sąlygos: M12 varžtai, 8.8 klasė, tepami lengvąja alyva

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

Raštas: Kryžminis priveržimas 3 etapais

⚙️ 2 pavyzdys: Pavarų dėžės tvirtinimas

Sąlygos: M20 varžtai, 10.9 klasės, pasta apsaugai nuo užstrigimo

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

Pastaba: Po 24 valandų dar kartą patikrinkite sukimo momentą

⚠️ Svarbios pastabos

  • Per didelis sukimo momentas gali pažeisti sriegius arba nulaužti varžtą
  • Nepakankamas priveržimas sukelia jungčių atsipalaidavimą ir nuotėkį
  • Reguliariai kalibruokite sukimo momento raktą
  • Prieš surinkdami, nuvalykite sriegius – nešvarumai keičia trinties koeficientą
  • Pakartotinai panaudotus 10.9+ klasės varžtus reikia pakeisti

Priveržimo modeliai

4 varžtai: Kryžminis raštas (1-3-2-4)

6 varžtai: Žvaigždžių raštas (1-4-2-5-3-6)

8+ varžtai: Diametraliai priešingai, tada 90°

Daugiapakopis priveržimas: 30% → 70% → 100% → patikrinti

📋 ISO 16047:2005 išsamus informacinis vadovas

ISO 16047:2005 — Tarptautinis standartas "Tvirtinimo detalės. Sukimo momento / prispaudimo jėgos bandymai". Apibrėžia srieginių tvirtinimo detalių ir panašių dalių sukimo momento ir prispaudimo jėgos bandymų atlikimo sąlygas.

1. Standarto taikymo sritis

Standartas apibrėžia sukimo momento ir prispaudimo jėgos bandymo sąlygas:

  • Varžtai, sraigtai ir veržlės su metriniu sriegiu M3–M39
  • Tvirtinimo detalės iš anglies ir legiruotojo plieno
  • Produktai, kurių mechaninės savybės atitinka ISO 898-1 ir ISO 898-2 standartus

Netaikoma: varžtai, varžtai su presuotais sriegiais, savaime užsifiksuojančios tvirtinimo detalės.

Bandymo temperatūra: 10–35 °C (jei nesusitarta kitaip).

2. Pagrindinės sąvokos ir apibrėžimai

Terminas Simbolis Apibrėžimas
Prispaudimo jėga F Ašinė tempimo jėga, veikianti varžto kotą, arba gniuždymo jėga, veikianti priveržtas dalis priveržimo metu
Takumo prispaudimo jėga Fy Įtempimo jėga, kuriai esant varžto koto pailgėjimas viršija tamprumo ribą esant bendram įtempimui
Didžiausia prispaudimo jėga Fu Didžiausia prispaudimo jėga, kuriai esant varžto kotas lūžta
Priveržimo sukimo momentas T Veržlei arba varžtui taikomas sukimo momentas priveržimo metu
Sriegio sukimo momentas T-oji Sukimo momentas, perduodamas per jungiamąjį sriegį varžto kotui
Guolio paviršiaus trinties sukimo momentas Tb Sukimo momentas, perduodamas per guolių paviršius į prispaudžiamas dalis priveržimo metu
K faktorius K Sukimo momento koeficientas: K = T / (F × d)

3. Pilna simbolių lentelė (ISO 16047)

Simbolis Aprašymas Vienetas
dNominalus sriegio skersmuomm
d₂Varžto sriegio žingsnio skersmuomm
dAVaržto skylės skersmuo bandymo įtaisemm
dhPoveržlės arba guolio plokštės skylės skersmuomm
Duomenų bazėGuolio paviršiaus trinties sukimo momento skersmuomm
DarytiGuolio paviršiaus išorinis skersmuomm
DpPlokščio guolio plokštės paviršiaus skersmuomm
FPrispaudimo jėga (išankstinis įtempimas)N, kN
FpBandomoji apkrova pagal ISO 898-1/898-2N, kN
FuDidžiausia prispaudimo jėgaN, kN
FyTakumo prispaudimo jėgaN, kN
hGuolio plokštės arba poveržlės storismm
KSukimo momento koeficientas (K faktorius)—
LcUžspaustas ilgismm
LtVisas sriegio ilgis tarp guolių paviršiųmm
PSriegio žingsnismm
TPriveržimo sukimo momentasN·m
TbGuolio paviršiaus trinties sukimo momentasN·m
T-ojiSriegio sukimo momentasN·m
Antr.Didžiausias priveržimo sukimo momentasN·m
TyPriveržimo sukimo momentasN·m
θSukimosi kampas°
μbTrinties koeficientas guolio paviršiuje—
μ-ojiSriegio trinties koeficientas—
μbendraBendras trinties koeficientas—

4. Skaičiavimo formulės pagal ISO 16047 standartą

4.1. K faktorius (sukimo momento koeficientas)

K = T / (F × d)

Nustatyta esant prispaudimo jėgai 75% įrodymo apkrova (0,75 Fp). K koeficientas galioja tik tvirtinimo detalėms, kurių trinties sąlygos, skersmuo ir geometrija yra vienodi.

4.2. Kellermanno-Kleino lygtis

Pilna priveržimo sukimo momento formulė:

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

4.3. Bendras trinties koeficientas μtot

Apytikslis vertinimas (1-2% paklaida):

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

kur: Db = (Do + dh) / 2 — vidutinis guolio paviršiaus skersmuo

Svarbu: μtot lygtis pagrįsta prielaida, kad sriegio trinties koeficientas ir guolio paviršiaus trinties koeficientas yra lygūs (μth = μb).

4.4. Sriegio trinties koeficientas μth

μ = (T/F - P/2π) / (0,577 × d₂)

kur sriegio sukimo momentas: T = T - Tb

4.5. Guolio paviršiaus trinties koeficientas μb

μb = Tb / (0,5 × Db × F)

kur guolio paviršiaus sukimo momentas: Tb = T - T-oji

5. Priveržimo savybių nustatymo metodai

Nekilnojamasis turtas F T T-oji Tb θ
K faktorius●●———
Bendras trinties koeficientas μtot●●———
Sriegio trinties koeficientas μth●—●——
Guolio paviršiaus trinties koeficientas μb●——●—
Takumo prispaudimo jėga Fy●———●
Takumo priveržimo momentas Ty●●——●
Didžiausia prispaudimo jėga Fu●————
Didžiausias priveržimo momentas Tu●●———

● — privalomas matavimas, — — nebūtina

6. Bandymo įrangos reikalavimai

6.1. Bandymų stendas

  • Matavimo tikslumas: ±2% išmatuotos vertės
  • Kampo matavimo tikslumas: ±2° arba ±2% (priklausomai nuo to, kuri vertė didesnė)
  • Rezultatai registruojami elektroniniu būdu
  • Mašinos standumas turi išlikti pastovus

6.2. Priveržimo greitis

Sriegio skersmuo Sukimosi greitis
M3–M1610–40 aps./min.
M16–M395–15 aps./min.

6.3. Bandymo įtaisas

  • Sriegio ilgis Lt ≥ 1d, kai priveržiama iki takumo arba lūžio
  • Skylės skersmuo dA pagal ISO 273:1979, glaudžiai sujungta serija
  • Pakaitinės dalys turi būti sumontuotos bendraašiai ir užfiksuotos nuo sukimosi.

7. Pakaitinės dalys bandymui

7.1. Pakeičiamos guolių plokštės / poveržlės

Parametras HH tipas (didelis kietumas) HL tipas (mažas kietumas)
Kietumas50–60 HRC200–300 HV
Paviršiaus šiurkštumas Ra(0,5 ± 0,3) μm≤1,6 μm (aukštis ≤3 mm), ≤3,2 μm (aukštis >3 mm)
Skylė dhPagal ISO 273, vidutinė serija
Storis hPagal ISO 7093-1
PlokštumasPagal ISO 4759-3:2000, A klasė

7.2. Tos pačios detalės storio kitimas Δh

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. Bandymo varžtų pakaitinės veržlės

  • Varžtų klasė ≤10,9 → veržlė pagal ISO 4032/8673, 10 stiprumo klasė
  • 12.9 klasės varžtai → veržlė pagal ISO 4033/8674, 12 stiprumo klasė

7.4. Pakaitiniai varžtai bandymo veržlėms

  • Pagal ISO 4014, 4017, 4762, 8765, 15071 arba 15072 standartus
  • Savybės klasė ≥ riešutų klasė, bet ne žemesnė nei 8,8
  • Siūlas bus susuktas
  • Sriegio išsikišimas: 2–7 žingsniai

7.5. Pakaitinių dalių paruošimas

  • Pašalinkite riebalus, alyvą ir nešvarumus
  • Valykite ultragarsu, naudodami tinkamą tirpiklį
  • Paviršiaus būklė: švarus, nepadengtas arba cinkuotas A1J pagal ISO 4042
  • Dalys gali būti panaudotos tik vieną kartą!

8. Bandymo sąlygos

8.1. Standartinės sąlygos

  • Temperatūra: 10–35 °C
  • Teisėjo atliekami testai: ne anksčiau kaip po 24 val. po padengimo
  • Pakaitinės dalys turi būti kambario temperatūros
  • K faktoriaus ir μtot nustatymas, kai F = 0,75 Fp

8.2. Specialiosios sąlygos

Susitariančiosios šalys turi susitarti dėl:

  • Nestandartinės pakaitinės dalys
  • Specialūs priveržimo greičiai
  • Fiksuoti varžtai / veržlės (su fiksuotomis poveržlėmis)

9. Susiję standartai

Standartinis Pavadinimas
ISO 898-1Tvirtinimo detalių mechaninės savybės – varžtai, sraigtai ir smeigės
ISO 898-2Tvirtinimo detalių mechaninės savybės. Veržlės
ISO 68-1ISO bendrosios paskirties metriniai sriegiai — bazinis profilis
ISO 273Tvirtinimo detalės — Varžtų ir sraigtų angos
ISO 4042Tvirtinimo detalės — Galvanizuotos dangos
ISO 4759-3Tvirtinimo detalių tolerancijos – paprastos poveržlės
ISO 7093-1Paprastos poveržlės – didelės serijos
VDI 2230Sistemingas labai įtemptų varžtinių jungčių skaičiavimas

10. Bandymo ataskaitos turinys

10.1. Tvirtinimo detalių aprašymas

Privaloma:

  • Standartinis žymėjimas
  • Apskaičiuota Db reikšmė
  • Paviršiaus danga
  • Tepimas
  • Siūlų gamybos metodas

Kai taikoma:

  • Faktinės mechaninės savybės
  • Paviršiaus šiurkštumas
  • Gamybos metodas

10.2. Bandymo rezultatai

  • Mėginių skaičius
  • Db reikšmė (jei neapskaičiuota)
  • Sukimo momentas esant nurodytai prispaudimo jėgai
  • Sukimosi kampas (jei reikia)
  • K faktorius, μtot, μth, μb
  • T/F arba F/T santykis

11. Praktinės rekomendacijos

📌 Trinties aprašymo metodo pasirinkimas
Metodas Sudėtingumas Taikymas
T/F santykis Paprasta Tik konkrečiam sujungimui, išbandytam
K faktorius Vidutinis Vienas skersmuo tomis pačiomis sąlygomis
Koeficientai μth, μb Kompleksas Visi dydžiai su tomis pačiomis trinties sąlygomis

⚠️ Svarbios pastabos

  • K faktorius galioja tik vienam skersmeniui – negalima ekstrapoliuoti!
  • Bendras μtot apskaičiuojamas, kai μth = μb – tai supaprastinimas!
  • Pakaitinės dalys yra tik vienkartiniam naudojimui
  • Pakartotinai naudojant plokštes, dokumentuokite pradinę būklę
  • Bandymai, kai T > Ty arba T > Tu – nutraukiami iš karto po to, kai viršijamas pikas.

12. Bibliografija

  • ISO 16047:2005 — Tvirtinimo detalės — Sukimo momento / prispaudimo jėgos bandymai
  • ISO 16047:2005 / 1 pakeitimas:2012 — 1 pakeitimas
  • VDI 2230:2015 — Sistemingas labai įtemptų varžtinių jungčių skaičiavimas
  • Kellermann, R. und Klein, H.-C. - Untersuchungen über den Einfluss der Reibung auf Vorspannung und Anzugsmoment von Schraubenverbindungen (1955)
  • DIN 946 — Varžtų ir veržlių sąrankų trinties koeficiento nustatymas
  • ECSS-E-HB-32-23A — Srieginių tvirtinimo detalių vadovas (ESA)

❓ Dažnai užduodami klausimai (DUK)

Kokia yra varžtų priveržimo sukimo momento apskaičiavimo formulė?

Standartinė varžtų priveržimo sukimo momento formulė yra:

T = K × F × d

Kur:

  • T = Priveržimo sukimo momentas (N·m)
  • K = Trinties koeficientas (K faktorius), paprastai 0,10–0,25
  • F = Tikslinė išankstinio įtempimo jėga (N)
  • d = Nominalus varžto skersmuo (m)

Ši formulė pagrįsta tuo, kad VDI 2230 standartinis ir pateikia tikslius rezultatus standartinėms varžtinėms jungtims.

Kas yra K koeficientas priveržiant varžtus?

K faktorius (dar vadinamas sukimo momento koeficientu arba veržlės veiksniu) yra bematė vertė, parodanti varžtinės jungties bendras trinties charakteristikas. Ji apima ir sriegio trintį (μth), ir guolio paviršiaus trintį (μb).

Tipinės K faktoriaus vertės:

  • Sausi siūlai: 0,20–0,25
  • Alyvuoti siūlai: 0,14–0,18
  • MoS₂ tepimas: 0,10–0,12
  • PTFE danga: 0,08–0,10

Už ISO 16047, K koeficientas nustatomas esant 75% bandomajai apkrovai (0,75 Fp) ir galioja tik tvirtinimo detalėms, kurių trinties sąlygos ir skersmuo yra vienodi.

Koks yra rekomenduojamas varžtų išankstinio įtempimo procentas?

Rekomenduojamas išankstinis įtempimas, išreikštas pasirinkto stiprumo pagrindo procentine dalimi, priklauso nuo taikymo:

  • 50% — Lengvos, vibracijai jautrios konstrukcinės dalys
  • 65% — Vidutinio intensyvumo pritaikymas
  • 75% — Standartinė pramonės praktika (dažniausiai pasitaikanti)
  • 85% — Didelio našumo jungtys
  • 90% — Tik maksimalios, kritinės taikymo sritys

Išankstinio įtempimo jėga apskaičiuojama taip: F = S × As × η, kur S yra Rp (takumo riba) arba Sp (tvirtinimo įtempis) (MPa), As yra tempiamojo įtempio plotas (mm²), o η yra panaudojimo koeficientas (0,50–0,90).

Ką nurodo ISO 16047 standartas?

ISO 16047:2005 (Tvirtinimo detalės. Sukimo momento / prispaudimo jėgos bandymai) nurodo:

  • Taikymo sritis: Metriniai varžtai M3–M39 pagal ISO 898-1/898-2
  • Bandymo įranga: ±2% matavimo tikslumas
  • Priveržimo greičiai: 10–40 aps./min. (M3–M16), 5–15 aps./min. (M16–M39)
  • Pakaitinės dalys: HH (50–60 HRC) ir HL (200–300 HV) tipai
  • Formulės: K faktoriaus, μtot, μth, μb skaičiavimai
  • Bandymo sąlygos: Temperatūra 10–35 °C
  • Kellermanno-Kleino lygtis išsamiai sukimo momento analizei

Standartas užtikrina nuoseklų ir palyginamą sukimo momento / prispaudimo jėgos bandymą visame pasaulyje.

Kaip tepimas veikia varžto sukimo momentą?

Tepimas žymiai sumažina K faktorius, reiškiantis mažesnis sukimo momentas reikia norint pasiekti tą pačią išankstinio įtempimo jėgą:

BūklėK faktoriusPoveikis
Sausas0.22Pradinis lygis
Lengvoji alyva0.1627% mažesnis sukimo momentas
MoS₂0.1150% mažesnis sukimo momentas
PTFE0.0959% mažesnis sukimo momentas

Įspėjimas: Sauso K koeficiento naudojimas suteptam varžtui gali sukelti stiprų perveržimą, dėl kurio varžtas gali sugesti. Visada pritaikykite K koeficientą prie realių sąlygų.

Kokia yra teisinga varžtų priveržimo seka?

Tinkama priveržimo seka užtikrina tolygų apkrovos paskirstymą:

  1. Rankomis priveržkite visi varžtai, kol jie priglunda
  2. Priveržkite iki 30% galutinio sukimo momento (pagal modelį)
  3. Priveržkite iki 70% galutinio sukimo momento (pagal modelį)
  4. Priveržkite iki 100% galutinis sukimo momentas sklandaus judesio metu
  5. Patvirtinti galutinis visų varžtų sukimo momentas

Raštai:

  • 4 varžtai: kryžminė schema (1-3-2-4)
  • 6 varžtai: žvaigždės formos (1-4-2-5-3-6)
  • 8+ varžtai: diametraliai priešingi, tada pasukimas 90° kampu

Kokią varžto savybių klasę turėčiau naudoti?

Nuosavybės klasės pasirinkimas pagal ISO 898-1:

KlasėRp (MPa)Rm (MPa)Paraiška
4.6240400Nekritinės, mažos apkrovos
8.8640800Standartinė konstrukcija
10.99001000Didelio stiprumo, automobilių
12.910801200Kritinės, maksimalios apkrovos

Dekodavimas: Pirmas skaitmuo × 100 = tempiamasis stipris (Rm) MPa. Pirmas × antras skaitmuo × 10 = takumo riba (Rp) MPa. Pavyzdys: 8,8 → Rm = 800 MPa, Rp = 8 × 8 × 10 = 640 MPa.

Ar galiu pakartotinai naudoti didelio stiprumo varžtus?

Paprastai tariant, ne. Didelio stiprumo varžtai (10.9 ir 12.9 klasės) neturėtų būti pakartotinai naudojami po to, kai jie buvo priveržti iki projektinio išankstinio įtempimo, nes:

  • Priveržimo metu atsiranda plastinė deformacija
  • Siūlų pažeidimai gali būti nematomi
  • Varžto stiprumas sumažėja po tempimo
  • Sukimo momento varžtai yra vienkartinio naudojimo pagal konstrukciją

Išimtys: 8.8 ir žemesnės klasės medžiagas galima pakartotinai naudoti, jei nėra matomų pažeidimų ir jų naudojimas nėra kritinis. ISO 16047, pakaitinės dalys, skirtos bandymams, yra skirtos tik vienkartiniam naudojimui.

Koks tikslus yra sukimo momento rakto priveržimas?

Sukimo momento įrankio tikslumas:

  • Spragtelėjimo tipo sukimo momento raktas: ±4–5%
  • Sijos tipo sukimo momento raktas: ±3–4%
  • Skaitmeninis sukimo momento raktas: ±1–2%
  • ISO 16047 bandymo įranga: ±2%

Tačiau, sukimo momento ir išankstinio įtempimo tikslumą riboja trinties pokyčiai. Net ir esant tiksliam sukimo momentui, faktinis išankstinis įtempimas gali skirtis ±25–30% dėl:

  • Paviršiaus apdailos variantai
  • Tepimo nenuoseklumas
  • Siūlų kokybės skirtumai

Kritinių programų atveju apsvarstykite sukimo momento kampo metodas arba hidraulinis įtempimas (±5% išankstinio įtempimo tikslumas).

Kuo skiriasi ISO 16047 ir VDI 2230?

Šie standartai skirti skirtingiems, bet vienas kitą papildantiems tikslams:

AspektasISO 16047VDI 2230
FokusasTestavimo metodaiProjektavimo skaičiavimai
TikslasIšmatuokite trinties savybesApskaičiuokite jungčių reikalavimus
IšvestisK faktoriaus, μth, μb vertėsReikalingas varžto dydis, sukimo momentas
ParaiškaTvirtinimo detalių gamintojai, laboratorijosProjektavimo inžinieriai

ISO 16047 nurodoma, kaip išmatuoti trinties koeficientus; VDI 2230 nurodoma, kaip juos naudoti varžtinių jungčių konstrukcijoje.