Šis bezmaksas tiešsaistes skrūvju griezes momenta kalkulators palīdz inženieriem un tehniķiem noteikt pareizo pievilkšanas griezes momentu skrūvju savienojumiem. Pamatojoties uz starptautiskajiem standartiem ISO 16047 un VDI 2230, tas aprēķina priekšslodzes spēku, K koeficientu (berzes koeficientu) un nodrošina pakāpeniskas pievilkšanas secības. Atbalsta metriskās skrūves M3-M48 un collu-1-1/4 collu skrūves, izturības klases no 4,6 līdz 12,9, SAE klases 2-5-8 un dažādus eļļošanas apstākļus, tostarp sauso, eļļoto, MoS2 un PTFE. Kalkulators izmanto formulu T = K × F × d, kur T ir griezes moments, K ir berzes koeficients, F ir priekšslodzes spēks un d ir skrūves diametrs.

Aprēķinu rezultāti

Ieteicamais griezes moments
—
Priekšslodzes spēks
—
Griezes momenta koeficients (K)
—
Griezes momenta diapazons
—
📋 Pievilkšanas secība
  • 1 Pievelciet ar rokām līdz ērti
  • 2 Pievelciet līdz — (30% griezes momenta)
  • 3 Pievelciet līdz — (70% griezes momenta)
  • 4 Pievelciet līdz — (100% griezes momenta) vienmērīgā kustībā

📘 Teorija un atsauces dati

Griezes momenta aprēķināšanas formula

Nepieciešamo pievilkšanas griezes momentu aprēķina, izmantojot VDI 2230 formulu:

T = K × F × d
  • T — pievilkšanas griezes moments (N·m)
  • K — berzes koeficients (bez dimensijas, parasti 0,10–0,25)
  • F — priekšslodzes spēks (N)
  • d — nominālais skrūves diametrs (m)

Priekšslodzes spēks

F = S × As × η
  • S — spēka pamats: Rp (raža) vai Sp (pierādījums) (MPa)
  • Kā — stiepes sprieguma laukums (mm²)
  • η — izmantošanas koeficients (50–90%)

Griezes momenta koeficients (K-faktors / uzgriežņa koeficients)

Virsmas stāvoklis K-faktors Piezīmes
Sausie diegi 0,20–0,25 Nekonsekventi rezultāti, izvairieties no tiem
Vieglā eļļa 0,14–0,18 Standarta izvēle
Molibdēna smērviela 0,10–0,12 Augstas slodzes, nerūsējošais tērauds
PTFE / teflons 0,08–0,10 Minimāla berze
Cinkots 0,17–0,20 Atkarīgs no kvalitātes

Skrūvju īpašību klases (ISO 898-1)

Klase Rm (MPa) Rp (MPa) Sp (MPa) Pieteikums
4.6 400 240 225 Nekritiski savienojumi
8.8 800 640 580 (≤16 mm), 600 (>16 mm) Standarta savienojumi
10.9 1000 900 830 Augstas izturības pielietojumi
12.9 1200 1080 970 Kritiski savienojumi

Caurspīdīgumam ir norādītas Sp vērtības (ISO 898-1 kopsavilkuma tabula: Boltportā). Kritiskiem darbiem pārbaudiet atbilstību oficiālajam ISO 898-1 standartam un diametru diapazonam.

Praktiski piemēri

🔧 1. piemērs: Sūkņa atloks

Nosacījumi: M12 skrūves, 8.8 klase, vieglās eļļas eļļošana

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

Raksts: Šķērsvirziena pievilkšana 3 piegājienos

⚙️ 2. piemērs: Pārnesumkārbas stiprinājums

Nosacījumi: M20 skrūves, 10.9 klase, pretiestrēgšanas pasta

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

Piezīme: Pēc 24 stundām vēlreiz pārbaudiet griezes momentu

⚠️ Svarīgas piezīmes

  • Pārāk liela pievilkšana var sabojāt vītni vai salauzt skrūvi
  • Nepietiekams griezes moments noved pie savienojumu atslābšanas un noplūdēm
  • Regulāri kalibrējiet griezes momenta atslēgu
  • Pirms montāžas notīriet vītnes — netīrumi maina berzes koeficientu
  • Atkārtoti izmantotās 10.9+ klases skrūves ir jānomaina.

Pievilkšanas modeļi

4 skrūves: Krustveida raksts (1-3-2-4)

6 skrūves: Zvaigžņu raksts (1-4-2-5-3-6)

8+ skrūves: Diametrāli pretēji, tad 90°

Daudzpakāpju pievilkšana: 30% → 70% → 100% → pārbaudīt

📋 ISO 16047:2005 pilnīga uzziņu rokasgrāmata

ISO 16047:2005 — Starptautiskais standarts "Stiprinājumi — Griezes momenta/spīlēšanas spēka pārbaude". Nosaka nosacījumus griezes momenta un spīlēšanas spēka pārbaužu veikšanai vītņotiem stiprinājumiem un līdzīgām detaļām.

1. Standarta darbības joma

Standarts nosaka testa apstākļus griezes momenta un skavas spēka pārbaudei:

  • Bultskrūves, skrūves un uzgriežņi ar metrisko vītni M3 — M39
  • Stiprinājumi no oglekļa un leģētā tērauda
  • Izstrādājumi ar mehāniskām īpašībām saskaņā ar ISO 898-1 un ISO 898-2

Nav piemērojams: komplektskrūves, bultskrūves ar presētu vītni, pašfiksējoši stiprinājumi.

Testa temperatūra: 10°C — 35°C (ja vien nav panākta cita vienošanās).

2. Galvenie termini un definīcijas

Termiņš Simbols Definīcija
Skavas spēks F Aksiālais stiepes spēks, kas iedarbojas uz skrūves kātu, vai spiedes spēks, kas iedarbojas uz nostiprinātajām detaļām pievilkšanas laikā
Tecēšanas skavas spēks Fy Saspiešanas spēks, pie kura skrūves kāta pagarinājums pārsniedz elastības robežu kombinētā sprieguma stāvoklī
Galīgais skavas spēks Fu Maksimālais spriegošanas spēks, pie kura skrūves kāts lūzt
Pievilkšanas griezes moments T Griezes moments, kas tiek pielikts uzgrieznim vai skrūvei pievilkšanas laikā
Vītnes griezes moments Tth Griezes moments, kas tiek pārnests caur savienojošo vītni uz skrūves kātu
Gultņa virsmas berzes griezes moments Tb Griezes moments, kas pievilkšanas laikā tiek pārnests caur gultņu virsmām uz nostiprinātajām detaļām
K-faktors K Griezes momenta koeficients: K = T / (F × d)

3. Pilnīga simbolu tabula (ISO 16047)

Simbols Apraksts Vienība
dNominālais vītnes diametrsmm
d₂Skrūves vītnes piķa diametrsmm
dASkrūves cauruma diametrs testa armatūrāmm
dhPaplāksnes vai gultņa plāksnes cauruma diametrsmm
Datu bāzeGultņa virsmas berzes griezes momenta diametrsmm
DarītGultņa virsmas ārējais diametrsmm
DpPlakanās gultņa plāksnes virsmas diametrsmm
FSpriegošanas spēks (iepriekšēja slodze)N, kN
FpPārbaudes slodze saskaņā ar ISO 898-1/898-2N, kN
FuGalīgais skavas spēksN, kN
FyTecēšanas skavas spēksN, kN
hGultņa plāksnes vai paplāksnes biezumsmm
KGriezes momenta koeficients (K-faktors)—
LcSaspiešanas garumsmm
LtPilns vītnes garums starp gultņu virsmāmmm
PVītnes solismm
TPievilkšanas griezes momentsN·m
TbGultņa virsmas berzes griezes momentsN·m
TthVītnes griezes momentsN·m
OtrdienaMaksimālais pievilkšanas griezes momentsN·m
TyPievilkšanas griezes momentsN·m
θRotācijas leņķis°
μbBerzes koeficients uz nesošās virsmas—
μthBerzes koeficients vītnē—
μkopKopējais berzes koeficients—

4. Aprēķinu formulas saskaņā ar ISO 16047

4.1. K-faktors (griezes momenta koeficients)

K = T / (F × d)

Noteikts pie skavas spēka 75% pierādījuma slodze (0,75 Fp). K-faktors ir derīgs tikai stiprinājumiem ar identiskiem berzes apstākļiem, identisku diametru un ģeometriju.

4.2. Kellermaņa-Kleina vienādojums

Pilnīga pievilkšanas griezes momenta formula:

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

4.3. Kopējais berzes koeficients μtot

Tuvināšana (1-2% kļūda):

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

kur: Db = (Do + dh) / 2 — vidējais nesošās virsmas diametrs

Svarīgi: μtot vienādojums ir balstīts uz pieņēmumu, ka vītnes berzes koeficients un gultņa virsmas berzes koeficients ir vienādi (μth = μb).

4.4. Vītnes berzes koeficients μth

μth = (Tth/F - P/2π) / (0,577 × d₂)

kur vītnes griezes moments: Tth = T - Tb

4.5. Gultņa virsmas berzes koeficients μb

μb = Tb / (0,5 × Db × F)

kur gultņa virsmas griezes moments: Tb = T - Tth

5. Pievilkšanas īpašību noteikšanas metodes

Īpašums F T Tth Tb θ
K-faktors●●———
Kopējais berzes koeficients μtot●●———
Vītnes berzes koeficients μth●—●——
Gultņa virsmas berzes koeficients μb●——●—
Tecēšanas skavas spēks Fy●———●
Pievilkšanas griezes moments Ty●●——●
Maksimālais skavas spēks Fu●————
Maksimālais pievilkšanas griezes moments Tu●●———

● — obligāts mērījums, — — nav nepieciešams

6. Testa aprīkojuma prasības

6.1. Testa stends

  • Mērījumu precizitāte: ±2% no izmērītās vērtības
  • Leņķa mērījumu precizitāte: ±2° vai ±2% (atkarībā no tā, kura vērtība ir lielāka)
  • Rezultāti jāreģistrē elektroniski
  • Mašīnas stingrībai jāpaliek nemainīgai

6.2. Pievilkšanas ātrums

Vītnes diametrs Rotācijas ātrums
M3 — M1610–40 apgr./min
M16 — M395–15 apgr./min

6.3. Testa armatūra

  • Vītnes garums Lt ≥ 1d, pievelkot līdz tecēšanai vai lūzumam
  • Urbuma diametrs dA saskaņā ar ISO 273:1979, cieši pieguļoša sērija
  • Rezerves daļas jāuzstāda koaksiāli un jānostiprina pret rotāciju.

7. Aizvietojošās detaļas testēšanai

7.1. Aizvietojošās gultņu plāksnes/paplāksnes

Parametrs HH tips (augsta cietība) HL tips (zema cietība)
Cietība50–60 HRC200 — 300 HV
Virsmas raupjums Ra(0,5 ± 0,3) μm≤1,6 μm (augstums ≤3 mm), ≤3,2 μm (augstums >3 mm)
Caurums dhSaskaņā ar ISO 273, vidēja sērija
Biezums hSaskaņā ar ISO 7093-1
PlakanumsSaskaņā ar ISO 4759-3:2000, A klase

7.2. Biezuma variācija Δh vienā un tajā pašā detaļā

d, mm 3—5 6—10 12.—20. 22.—33. lpp. 36
Δh, mm 0.05 0.1 0.15 0.2 0.3

7.3. Aizvietojošie uzgriežņi pārbaudes skrūvju vietā

  • Bultskrūves klase ≤10,9 → uzgrieznis saskaņā ar ISO 4032/8673, izturības klase 10
  • 12.9. klases skrūves → uzgrieznis saskaņā ar ISO 4033/8674, 12. stiprības klase

7.4. Aizvietojošās skrūves pārbaudes uzgriežņiem

  • Saskaņā ar ISO 4014, 4017, 4762, 8765, 15071 vai 15072
  • Īpašības klase ≥ riekstu klase, bet ne zemāka par 8,8
  • Pavediens tiks tīts
  • Vītnes izvirzījums: 2–7 soļi

7.5. Rezerves daļu sagatavošana

  • Noņemiet taukus, eļļu un piesārņojumu
  • Tīrīt ar ultraskaņu, izmantojot atbilstošu šķīdinātāju
  • Virsmas stāvoklis: tīra, nepārklāta vai cinkota A1J saskaņā ar ISO 4042
  • Detaļas drīkst izmantot tikai vienu reizi!

8. Testa apstākļi

8.1. Standarta nosacījumi

  • Temperatūra: 10°C — 35°C
  • Tiesneša testi: ne agrāk kā 24 stundas pēc pārklāšanas
  • Rezerves daļām jābūt istabas temperatūrā
  • K-faktora un μtot noteikšana pie F = 0,75 Fp

8.2. Īpašie nosacījumi

Līgumslēdzējām pusēm jāvienojas par:

  • Nestandarta rezerves daļas
  • Īpaši pievilkšanas ātrumi
  • Fiksētas skrūves/uzgriežņi (ar fiksētām paplāksnēm)

9. Saistītie standarti

Standarta Nosaukums
ISO 898-1Stiprinājumu mehāniskās īpašības — Bultskrūves, skrūves un tapstieņi
ISO 898-2Stiprinājumu mehāniskās īpašības — Uzgriežņi
ISO 68-1ISO vispārējas nozīmes metriskās skrūvju vītnes — pamatprofils
ISO 273Stiprinājumi — Skrūvju un bultskrūvju klīrensa caurumi
ISO 4042Stiprinājumi — Galvanizēti pārklājumi
ISO 4759-3Stiprinājumu pielaides — Parastās paplāksnes
ISO 7093-1Vienkāršas paplāksnes — Lielas sērijas
VDI 2230Sistemātisks ļoti nospriegotu skrūvju savienojumu aprēķins

10. Testa ziņojuma saturs

10.1. Stiprinājumu apraksts

Obligāti:

  • Standarta apzīmējums
  • Aprēķinātā Db vērtība
  • Virsmas pārklājums
  • Eļļošana
  • Vītnes ražošanas metode

Attiecīgā gadījumā:

  • Faktiskās mehāniskās īpašības
  • Virsmas raupjums
  • Ražošanas metode

10.2. Testa rezultāti

  • Paraugu skaits
  • Db vērtība (ja nav aprēķināta)
  • Griezes moments pie norādītā skavas spēka
  • Rotācijas leņķis (ja nepieciešams)
  • K-faktors, μkop, μth, μb
  • T/F vai F/T attiecība

11. Praktiski ieteikumi

📌 Berzes apraksta metodes izvēle
Metode Sarežģītība Piemērojamība
T/F attiecība Vienkāršs Tikai konkrētam savienojumam, kas pārbaudīts
K-faktors Vidējs Viens diametrs ar vienādiem nosacījumiem
Koeficienti μth, μb Komplekss Visi izmēri ar vienādiem berzes apstākļiem

⚠️ Kritiskas piezīmes

  • K-faktors ir derīgs tikai vienam diametram — to nevar ekstrapolēt!
  • Kopējais μtot pieņem, ka μth = μb — tā ir vienkāršošana!
  • Rezerves daļas ir tikai vienreizējai lietošanai
  • Atkārtoti izmantojot plāksnes, dokumentējiet sākotnējo stāvokli
  • Testi pie T > Ty vai T > Tu — pārtraukt nekavējoties pēc maksimālās vērtības pārsniegšanas

12. Bibliogrāfija

  • ISO 16047:2005 — Stiprinājumi — Griezes momenta/saspiešanas spēka pārbaude
  • ISO 16047:2005/1. grozījums:2012 — 1. grozījums
  • VDI 2230:2015 — Sistemātiska ļoti nospriegotu skrūvju savienojumu aprēķināšana
  • Kellermann, R. un Kleins, H.‑C. — Untersuchungen über den Einfluss der Reibung auf Vorspannung und Anzugsmoment von Schraubenverbindungen (1955)
  • DIN 946 — Skrūvju/uzgriežņu komplektu berzes koeficienta noteikšana
  • ECSS-E-HB-32-23A — Vītņoto stiprinājumu rokasgrāmata (ESA)

❓ Bieži uzdotie jautājumi (BUJ)

Kāda ir formula skrūvju pievilkšanas griezes momenta aprēķināšanai?

Skrūvju pievilkšanas griezes momenta aprēķināšanas standarta formula ir:

T = K × F × d

Kur:

  • T = Pievilkšanas griezes moments (N·m)
  • K = Berzes koeficients (K-faktors), parasti 0,10–0,25
  • F = Mērķa priekšslodzes spēks (N)
  • d = Nominālais skrūves diametrs (m)

Šī formula ir balstīta uz VDI 2230 standarta un nodrošina precīzus rezultātus standarta skrūvju savienojumiem.

Kāds ir K-faktors skrūvju pievilkšanā?

K-faktors (saukts arī par griezes momenta koeficientu vai uzgriežņa faktoru) ir bezdimensijas vērtība, kas atspoguļo skrūvju savienojuma kombinētās berzes raksturlielumus. Tā ietver gan vītnes berzi (μth), gan gultņa virsmas berzi (μb).

Tipiskas K-faktora vērtības:

  • Sausie diegi: 0,20–0,25
  • Eļļotas vītnes: 0,14–0,18
  • MoS₂ eļļošana: 0,10–0,12
  • PTFE pārklājums: 0,08–0,10

Uz ISO 16047, K-faktors tiek noteikts pie 75% pārbaudes slodzes (0,75 Fp) un ir derīgs tikai stiprinājumiem ar identiskiem berzes apstākļiem un diametru.

Kāds ir ieteicamais skrūvju iepriekšējas noslodzes procents?

Ieteicamā sākotnējā slodze procentos no izvēlētās stiprības bāzes ir atkarīga no pielietojuma:

  • 50% — Vieglas, vibrācijai pakļautas konstrukcijas
  • 65% — Vidējas slodzes pielietojumi
  • 75% — Standarta rūpnieciskā prakse (visizplatītākā)
  • 85% — Augstas veiktspējas savienojumi
  • 90% — Tikai maksimālais, kritiski svarīgais lietojums

Priekšslodzes spēku aprēķina šādi: F = S × As × η, kur S ir Rp (tecēšanas robeža) vai Sp (izmēģinājuma spriegums) (MPa), As ir stiepes sprieguma laukums (mm²), un η ir izmantošanas koeficients (0,50–0,90).

Ko nosaka ISO 16047 standarts?

ISO 16047:2005 (Stiprinājumi — Griezes momenta/saspiešanas spēka pārbaude) nosaka:

  • Darbības joma: Metriskās skrūves M3–M39 saskaņā ar ISO 898-1/898-2
  • Testa aprīkojums: ±2% mērījumu precizitāte
  • Pievilkšanas ātrumi: 10–40 apgr./min (M3–M16), 5–15 apgr./min (M16–M39)
  • Aizvietojošās daļas: HH (50–60 HRC) un HL (200–300 HV) tipi
  • Formulas: K-faktora, μtot, μth, μb aprēķini
  • Testa apstākļi: Temperatūra 10–35 °C
  • Kellermana-Kleina vienādojums pilnīgai griezes momenta analīzei

Standarts nodrošina konsekventu un salīdzināmu griezes momenta/saspiešanas spēka testēšanu visā pasaulē.

Kā eļļošana ietekmē skrūvju griezes momentu?

Eļļošana ievērojami samazina K-faktors, kas nozīmē mazāks griezes moments ir nepieciešams, lai sasniegtu tādu pašu priekšslodzes spēku:

StāvoklisK-faktorsEfekts
Sauss0.22Sākotnējais līmenis
Vieglā eļļa0.1627% mazāks griezes moments
MoS₂0.1150% mazāks griezes moments
PTFE0.0959% mazāks griezes moments

Brīdinājums: Izmantojot sausu K-faktoru ieeļļotai skrūvei, tiks panākta pārāk liela pievilkšana, kas var izraisīt skrūves bojājumus. Vienmēr pielāgojiet K-faktoru faktiskajiem apstākļiem.

Kāda ir pareizā skrūvju pievilkšanas secība?

Pareiza pievilkšanas secība nodrošina vienmērīgu slodzes sadalījumu:

  1. Pievelciet ar rokām visas skrūves, līdz tās ir cieši pievilktas
  2. Pievelciet līdz 30% no galīgā griezes momenta (atbilstoši shēmai)
  3. Pievelciet līdz 70% no galīgā griezes momenta (atbilstoši shēmai)
  4. Pievelciet līdz 100% galīgais griezes moments vienmērīgā kustībā
  5. Pārbaudīt visu skrūvju galīgais griezes moments

Raksti:

  • 4 skrūves: krustenisks raksts (1-3-2-4)
  • 6 skrūves: zvaigžņu raksts (1-4-2-5-3-6)
  • 8+ skrūves: diametrāli pretējas, pēc tam 90° rotācija

Kādu skrūvju īpašību klasi man vajadzētu izmantot?

Īpašuma klases izvēle katram ISO 898-1:

KlaseRp (MPa)Rm (MPa)Pieteikums
4.6240400Nekritiskas, zemas slodzes
8.8640800Standarta konstrukcijas
10.99001000Augstas izturības, automobiļu
12.910801200Kritiskās, maksimālās slodzes

Dekodēšana: Pirmais cipars × 100 = stiepes izturība (Rm) MPa. Pirmais × otrais cipars × 10 = tecēšanas robeža (Rp) MPa. Piemērs: 8,8 → Rm = 800 MPa, Rp = 8 × 8 × 10 = 640 MPa.

Vai es varu atkārtoti izmantot augstas stiprības skrūves?

Parasti nē. Augstas stiprības skrūves (10.9. un 12.9. klase) nedrīkst izmantot atkārtoti pēc tam, kad tās ir pievilktas līdz projektētajam iepriekšējam spriegumam, jo:

  • Pievilkšanas laikā notiek plastiskā deformācija
  • Vītnes bojājumi var nebūt redzami
  • Pēc stiepšanas skrūvju stiprība samazinās
  • Griezes momenta skrūves pēc konstrukcijas ir vienreizlietojamas

Izņēmumi: 8.8. klases un zemākas klases materiālus var izmantot atkārtoti, ja nav redzamu bojājumu un pielietojums nav kritisks. ISO 16047, testēšanai paredzētās rezerves daļas ir paredzētas tikai vienreizējai lietošanai.

Cik precīza ir griezes momenta atslēgas pievilkšana?

Griezes momenta instrumenta precizitāte:

  • Griezes momenta atslēga ar klikšķi: ±4–5%
  • Griezes momenta atslēga ar siju: ±3–4%
  • Digitālais griezes momenta uzgriežņu atslēga: ±1–2%
  • ISO 16047 testa aprīkojums: ±2%

Tomēr, griezes momenta un priekšslodzes precizitāti ierobežo berzes svārstības. Pat ar precīzu griezes momentu faktiskā priekšslodze var atšķirties ±25–30% dēļ:

  • Virsmas apdares variācijas
  • Eļļošanas nekonsekvence
  • Vītnes kvalitātes atšķirības

Kritiskiem lietojumiem apsveriet griezes momenta leņķa metode vai hidrauliskā spriegošana (±5% iepriekšējas ielādes precizitāte).

Kāda ir atšķirība starp ISO 16047 un VDI 2230?

Šiem standartiem ir atšķirīgi, bet savstarpēji papildinoši mērķi:

AspektsISO 16047VDI 2230
FokussTestēšanas metodesProjektēšanas aprēķini
MērķisIzmēriet berzes īpašībasAprēķiniet šuvju prasības
IzvadeK-faktora, μth, μb vērtībasNepieciešamais skrūves izmērs, griezes moments
PieteikumsStiprinājumu ražotāji, laboratorijasDizaina inženieri

ISO 16047 stāsta, kā izmērīt berzes koeficientus; VDI 2230 paskaidro, kā tos izmantot skrūvju savienojumu projektēšanā.