Varžtų priveržimo sukimo momento skaičiuoklė
Apskaičiuokite reikiamą sukimo momentą, kad būtų pasiektas tinkamas varžtų išankstinis įtempimas
Skaičiavimo parametrai
Remiantis ISO 898, ASME B1.1 ir VDI 2230 standartais
Skaičiavimo rezultatai
—
—
—
—
Priveržimo gairės:
Kaip veikia skaičiuotuvas
Etaloniniai standartai
Tarptautiniai standartai:
- VDI 2230:2015 – Sisteminis labai įtemptų varžtinių jungčių skaičiavimas
- ISO 898-1 – Tvirtinimo detalių mechaninės savybės. Varžtai, sraigtai ir smeigės
- ASME B1.1 – vieningi colių sriegiai
- DIN 946 – Srieginių tvirtinimo detalių sukimo momento ir išankstinio įtempimo santykis
- ECSS-E-HB-32-23A – Srieginių tvirtinimo detalių vadovas (ESA)
Pagrindinė sukimo momento formulė
Reikalingas priveržimo sukimo momentas apskaičiuojamas pagal šią formulę:
kur:
- T — priveržimo sukimo momentas (N·m)
- k — sukimo momento koeficientas (paprastai 0,15–0,25)
- F — pageidaujama išankstinio įtempimo jėga (N)
- d — vardinis varžto skersmuo (m)
Išankstinės apkrovos jėgos skaičiavimas
Išankstinio įtempimo jėga nustatoma pagal:
kur:
- σ_y — varžto medžiagos takumo riba (MPa)
- A_s — tempimo įtempio plotas (mm²)
- panaudojimas — panaudotas takumo ribos procentas
K koeficientas (sukimo momento koeficientas)
k koeficientas priklauso nuo sriegio ir guolio paviršiaus trinties:
- Sausas/neteptas: k = 0,20–0,25
- Lengvai patepta aliejumi: k = 0,15–0,18
- Molibdeno disulfidas: k = 0,10–0,12
- PTFE danga: k = 0,08–0,10
Varžtų stiprumo klasės
Metrinių varžtų klasės nurodo tempiamąjį ir takumo stiprumą:
- 8.8 klasė: 800 MPa tempiamasis stipris, 640 MPa našumas
- 10.9 klasė: 1000 MPa tempiamasis stipris, 900 MPa našumas
- 12.9 klasė: 1200 MPa tempiamasis stipris, 1080 MPa našumas
Svarbūs aspektai
- Visada naudokite kalibruotus sukimo momento įrankius
- Prieš surinkimą išvalykite sriegius
- Kritinėms jungtims sukimo momentą taikykite palaipsniui
- Apsvarstykite sukimo momento relaksaciją minkštose jungtyse
- Atsižvelkite į vyraujantį sukimo momentą fiksavimo veržlėse
- Jei reikia, po pradinio nusistovimo pakartotinai priveržkite
Saugos veiksniai
- Statinės apkrovos: 75–851 TP3T tipinio derliaus
- Dinaminės apkrovos: Rekomenduojamas derlius 50–651 TP3T
- Svarbiausia sauga: Reikalinga papildoma analizė
- Pakartotinai naudoti varžtai: Sumažinkite sukimo momentą 10-20%
Naudojimo pavyzdžiai ir reikšmių pasirinkimo vadovas
1 pavyzdys: Siurblio flanšo jungtis
Scenarijus: Siurblio prijungimas prie variklio su jungties apsauga
- Varžto dydis: M12
- Įvertinimas: 8.8
- Tepimas: Lengvai pateptas aliejumi
- Išankstinis įkrovimas: 75% (standartinis)
- Jungties tipas: Kietas (plienas prie plieno)
- Metodas: Rankinis sukimo momento raktas
- Rezultatas: 78 Nm (58 pėdų svarų)
- Pastaba: Priveržkite kryžminiu būdu
2 pavyzdys: Slėginio indo flanšas
Scenarijus: Aukšto slėgio garo linija su spiraline tarpine
- Varžto dydis: M20
- Įvertinimas: 10.9
- Tepimas: Molibdeno disulfidas
- Išankstinis įkrovimas: 85% (didelio našumo)
- Jungties tipas: Minkštas (su tarpine)
- Metodas: Hidraulinis įtempiklis
- Rezultatas: 340 Nm (251 pėd. svar.)
- Kritinis: Laikykitės ASME PCC-1 sekos
3 pavyzdys: Variklio galvutės varžtai
Scenarijus: Automobilio variklio cilindro galvutės surinkimas
- Varžto dydis: M10
- Įvertinimas: 12.9
- Tepimas: Variklio alyva
- Išankstinis įkrovimas: 90% (maksimalus)
- Jungties tipas: Srieginė skylė
- Metodas: Sukimo momentas + kampas
- Rezultatas: 65 Nm + 90° posūkis
- Pastaba: Sukimo momento ir takumo taikymas
Kaip pasirinkti vertybes
Varžtų klasės pasirinkimas
- 4.6 klasė / 2 laipsnis:
- Nekritinės programos
- Tik lengvi kroviniai
- Pigus variantas
- 8.8 klasė / 5 laipsnis:
- Bendroji inžinerija
- Dažniausias pasirinkimas
- Geras stiprumo ir kainos santykis
- 10.9 klasė / 8 klasė:
- Didelio stiprumo pritaikymai
- Dinaminės apkrovos
- Galimas sumažintas varžtų skaičius
- 12.9 klasė:
- Maksimalus stiprumas
- Svarbios programos
- Reikalingas specialus tvarkymas
Tepimo pasirinkimas
- Sausas (k=0,20): Nenuoseklūs rezultatai, jei įmanoma, venkite
- Lengvoji alyva (k = 0,15): Standartinis pasirinkimas, nuoseklus
- Molibdeno pasta (k = 0,10): Didelės apkrovos, nerūdijantis plienas
- PTFE (k=0,08): Mažiausia trintis, tikslus išankstinis įtempimas
- Apsauga nuo užstrigimo: Naudokite gamintojo nurodytą k koeficientą
Išankstinio įkrovimo pasirinkimo vadovas
- 50% išeiga:
- Vibruojanti įranga
- Dažnas išardymas
- Aliuminio komponentai
- 75% Išeiga:
- Standartinės statinės jungtys
- Plieno mazgai
- Dauguma paraiškų
- 85-90% Išeiga:
- Kritinės jungtys
- Jungčių atskyrimas draudžiamas
- Tik inžinerinėms reikmėms
Jungčių tipo aspektai
- Kietasis sujungimas:
- Metalo ir metalo sąlytis
- Minimalus atsipalaidavimas
- Taikomos standartinės sukimo momento vertės
- Minkšta jungtis:
- Yra tarpinės, O formos žiedai
- Tikėkitės 10-20% atsipalaidavimo
- Gali prireikti pakartotinio priveržimo
- Srieginės skylės:
- Patikrinkite sriegio sukibimą (min. 2×D)
- Saugokitės kritimo apačioje
- Apsvarstykite „Helicoil“ aliuminio atveju
Priveržimo seka
- 4 varžtų schema: Kryžminis raštas (1-3-2-4)
- 6 varžtų schema: Žvaigždžių raštas
- Apvalus flanšas: 180° priešingybės, tada 90°
- Keli leidimai: 30% → 70% → 100% → patikrinti
- Dideli flanšai: Naudokite senąjį ASME PCC-1 metodą
📘 Išsamus vadovas: varžtų priveržimo sukimo momento skaičiuoklė
🎯 Ką daro ši skaičiuoklė
Ši skaičiuoklė nustato reikiamą srieginių tvirtinimo detalių priveržimo sukimo momentą, kad būtų pasiekta tinkama išankstinio įtempimo jėga.
Labai svarbu užtikrinant varžtinių jungčių patikimumą ir saugą visose pramonės šakose.
🌍 VDI 2230 ir ISO 898 standartų supratimas
VDI 2230:2015 yra Vokietijos direktyva „Sistemingas labai įtemptų varžtinių jungčių skaičiavimas“. Išsamiausias ir pripažintas dokumentas pasaulyje, skirtas varžtinėms jungtims skaičiuoti. Naudojamas aviacijoje, automobilių pramonėje ir elektros energijos gamyboje.
ISO 898-1: Varžtų stiprumo klasės
Apibrėžia tvirtinimo detalių, kurių žymėjimas XY, mechanines savybes:
- 4.6: Takumo riba 240 MPa (paprastas plienas)
- 8.8: Takumo riba 640 MPa (standartinis didelio stiprumo)
- 10.9: Takumo riba 900 MPa (didelio stiprumo)
- 12.9: Takumo riba 1080 MPa (itin didelis stiprumas)
Pagrindinis principas
Varžtas turi būti iš anksto įtemptas (įtemptas) iki 75-90% takumo ribos. Tai užtikrina:
- Siūlė lieka sandari (nėra tarpų)
- Atlaiko kintamas apkrovas (be atsipalaidavimo)
- Tolygus apkrovos paskirstymas tarp varžtų
💼 Realaus pasaulio programos
1️⃣ Flanšo surinkimas
DN200 vamzdynas, slėgis 16 barų. 12 varžtų M16, 8.8 klasė. Skaičiuoklė nustato: 130 N·m kiekvienam varžtui. Priveržkite sukimo momento raktu kryžminiu būdu.
2️⃣ Svarbios įrangos montavimas
Pavarų dėžės tvirtinimas prie rėmo. Varžtai M20, 10.9 klasė. Reikalingas sukimo momentas: 420 N·m. Priveržkite 3 etapais: 30% → 70% → 100%.
3️⃣ Įrangos remontas
Kompresoriaus cilindro galvutės tarpinės keitimas. Smeigės M12, 8.8 klasė. Sukimo momentas: 68 N·m. Priveržkite spirale nuo centro į išorę.
4️⃣ Surinkimo kokybės kontrolė
Po montavimo patikrinkite priveržimą. Išmatuokite atsukimo sukimo momentą. Turėtų būti 80–100% nominalios vertės. Jei mažiau – varžtas atsilaisvinęs, reikia priveržti iš naujo.
📊 Praktinis pavyzdys: siurblio flanšo jungtis
Taikymas: Flanšas DN150, PN25
- 8 varžtai M16, 8.8 klasė
- Tarpiklis: grafito kompozitas
- Tepimas: grafito pasta
Apskaičiuota: 95 N·m vienam varžtui
Priveržimas: Kryžminis raštas, 3 praėjimai (30→70→100%)
Rezultatas: Užsandarinta jungtis, nėra nuotėkių ✓
📖 Techninis žodynėlis
- Priveržimo sukimo momentas (T)
- Sukimo momentas, veikiantis varžtą priveržimo metu. Matuojamas N·m (niutonmetrais) arba lb·ft (svarais pėdomis).
- Išankstinio įtempimo jėga (F)
- Ašinė įtempimo jėga varžte po priveržimo. Užtikrina jungties suspaudimą ir patikimumą.
- K faktorius (sukimo momento koeficientas)
- Bematis koeficientas, jungiantis sukimo momentą ir jėgą: T = k × F × d. Priklauso nuo sriegio ir guolio paviršiaus trinties.
- Sausas plienas: 0,20
- Tepimas alyva: 0,16
- Molibdeno tepalas: 0,11
- PTFE/teflonas: 0,09
- Takaus stiprumo procentas
- Rekomenduojamas išankstinis įtempimas, išreikštas išeigos procentine dalimi:
- 75%: standartinės jungtys
- 85%: kritinės jungtys
- 90%: aviacijos ir kosmoso reikmėms
- Kietasis sąnarys
- Metalo ir metalo jungtis be tarpinių. Minimalus išankstinio įtempimo atsipalaidavimas.
- Minkšta jungtis
- Jungtis su tarpine arba sandarikliu. Įprastas atsipalaidavimas 10-20%, reikia priveržti iš naujo.
- Sukimo momento veržliaraktis
- Įrankis tiksliam sukimo momento valdymui. Tipai: spragtelėjimo, ratuko, skaitmeninis.
- Siūlų gijimas
- Metalo strigimas priveržiant. Būdingas nerūdijančiam plienui. Reikalingas tepimas.
⚠️ Svarbiausi saugos taškai
- Per didelis priveržimas gali pažeisti sriegius arba nulaužti varžtus
- Nepakankamas priveržimas sukelia jungčių gedimą ir nuotėkius
- Visada reguliariai kalibruokite sukimo momento raktus
- Prieš surinkdami, nuvalykite sriegius – nešvarumai keičia trintį
- Naudokite nurodytą tepalą – netinkamas tepalas smarkiai pakeičia K koeficientą
🎓 Geriausia praktika
- Priveržimo schema: Kryžminis išdėstymas 4 varžtams, žvaigždės formos išdėstymas 6–8 varžtams, spiralinis išdėstymas nuo centro flanšams
- Daugiapakopis priveržimas: Kritinėms jungtims naudokite 2–3 praėjimus (pirmiausia 30%, antra 70%, galiausiai 100%)
- Markas Boltas: Pažymėkite varžtų galvutes, kad vizualiai nustatytumėte atsipalaidavimą
- Pakartotinis priveržimas: Po 24 valandų patikrinkite sukimo momentą, jei jungtys minkštos
- Dokumentacija: Užrašykite svarbiausių mazgų sukimo momento vertes