Kalkulator Tork Pengetatan Bolt
Kira tork yang diperlukan untuk mencapai pramuat bolt yang betul
Parameter Pengiraan
Berdasarkan ISO 898, ASME B1.1, dan VDI 2230
Keputusan Pengiraan
—
—
—
—
Garis Panduan Mengetatkan:
Bagaimana Kalkulator Berfungsi
Piawaian Rujukan
Piawaian Antarabangsa:
- VDI 2230:2015 – Pengiraan sistematik bagi sambungan bolt bertekanan tinggi
- ISO 898-1 – Sifat mekanikal pengikat – Bolt, skru dan stud
- ASME B1.1 – Benang Skru Inci Bersatu
- DIN 946 – Hubungan pramuat tork untuk pengikat berulir
- ECSS-E-HB-32-23A – Buku panduan pengikat berulir (ESA)
Formula Tork Asas
Tork pengetatan yang diperlukan dikira menggunakan:
where:
- T — mengetatkan tork (N·m)
- k — pekali tork (biasanya 0.15-0.25)
- F — daya pramuat yang dikehendaki (N)
- d - diameter bolt nominal (m)
Pengiraan Daya Pramuat
Daya pramuat ditentukan oleh:
where:
- σ_y — kekuatan alah bahan bolt (MPa)
- A_s — kawasan tegasan tegangan (mm²)
- penggunaan — peratusan kekuatan hasil yang digunakan
K-Factor (Pekali Tork)
Faktor k bergantung pada geseran permukaan benang dan galas:
- Kering/tidak dilincirkan: k = 0.20-0.25
- Minyak ringan: k = 0.15-0.18
- Molibdenum disulfida: k = 0.10-0.12
- Salutan PTFE: k = 0.08-0.10
Kelas Kekuatan Bolt
Kelas bolt metrik menunjukkan kekuatan tegangan dan alah:
- Kelas 8.8: 800 MPa tegangan, 640 MPa hasil
- Kelas 10.9: 1000 MPa tegangan, 900 MPa hasil
- Kelas 12.9: 1200 MPa tegangan, 1080 MPa hasil
Pertimbangan Penting
- Sentiasa gunakan alat tork yang ditentukur
- Bersihkan benang sebelum pemasangan
- Gunakan tork dalam langkah beransur-ansur untuk sendi kritikal
- Pertimbangkan kelonggaran tork pada sendi lembut
- Akaun untuk tork semasa dalam kacang kunci
- Tork semula selepas pengendapan awal jika diperlukan
Faktor Keselamatan
- Beban statik: 75-85% hasil biasa
- Beban dinamik: 50-65% hasil disyorkan
- Keselamatan kritikal: Analisis tambahan diperlukan
- Bolt yang digunakan semula: Kurangkan tork sebanyak 10-20%
Contoh Penggunaan & Panduan Pemilihan Nilai
Contoh 1: Sambungan Bebibir Pam
Senario: Menyambung pam ke motor dengan pengawal gandingan
- Saiz Bolt: M12
- Gred: 8.8
- Pelinciran: Berminyak ringan
- Pramuat: 75% (standard)
- Jenis sendi: Keras (keluli kepada keluli)
- Kaedah: Sepana tork manual
- Keputusan: 78 N·m (58 kaki·lb)
- Catatan: Ketatkan dalam corak silang
Contoh 2: Bebibir Kapal Tekanan
Senario: Talian wap tekanan tinggi dengan gasket luka lingkaran
- Saiz Bolt: M20
- Gred: 10.9
- Pelinciran: Molibdenum disulfida
- Pramuat: 85% (prestasi tinggi)
- Jenis sendi: Lembut (dengan gasket)
- Kaedah: Penegang hidraulik
- Keputusan: 340 N·m (251 kaki·lb)
- kritikal: Ikuti urutan ASME PCC-1
Contoh 3: Bolt Kepala Enjin
Senario: Pemasangan kepala silinder enjin automotif
- Saiz Bolt: M10
- Gred: 12.9
- Pelinciran: Minyak enjin
- Pramuat: 90% (maksimum)
- Jenis sendi: Lubang diketuk
- Kaedah: Tork + sudut
- Keputusan: 65 N·m + pusingan 90°
- Catatan: Aplikasi tork kepada hasil
Cara Memilih Nilai
Pemilihan Gred Bolt
- Kelas 4.6/Gred 2:
- Aplikasi tidak kritikal
- Muatan ringan sahaja
- Pilihan kos rendah
- Kelas 8.8/Gred 5:
- Kejuruteraan am
- Pilihan yang paling biasa
- Nisbah kekuatan/kos yang baik
- Kelas 10.9/Gred 8:
- Aplikasi kekuatan tinggi
- Beban dinamik
- Kiraan bolt dikurangkan mungkin
- Kelas 12.9:
- Kekuatan maksimum
- Aplikasi kritikal
- Pengendalian khas diperlukan
Pemilihan Pelinciran
- Kering (k=0.20): Hasil yang tidak konsisten, elakkan jika boleh
- Minyak Ringan (k=0.15): Pilihan standard, konsisten
- Tampal Moly (k=0.10): Beban tinggi, keluli tahan karat
- PTFE (k=0.08): Geseran terendah, pramuat tepat
- Anti rampasan: Gunakan faktor k yang ditentukan daripada pengilang
Panduan Pemilihan Pramuat
- Hasil 50%:
- Peralatan bergetar
- Pembongkaran yang kerap
- Komponen aluminium
- Hasil 75%:
- Sambungan statik standard
- Perhimpunan keluli
- Kebanyakan aplikasi
- Hasil 85-90%:
- Sendi kritikal
- Tiada pemisahan bersama dibenarkan
- Aplikasi kejuruteraan sahaja
Pertimbangan Jenis Bersama
- Sendi Keras:
- Sentuhan logam ke logam
- Kelonggaran minimum
- Nilai tork standard digunakan
- Sendi Lembut:
- Gasket, cincin-O hadir
- Jangkakan kelonggaran 10-20%
- Mungkin memerlukan retorque
- Lubang yang diketuk:
- Semak penglibatan benang (2×D min)
- Berhati-hati dengan bahagian bawah
- Pertimbangkan helicoil untuk aluminium
Urutan Mengetatkan
- Corak 4 bolt: Corak silang (1-3-2-4)
- Corak 6 bolt: Corak bintang
- Bebibir bulat: 180° bertentangan, kemudian 90°
- Pas berbilang: 30% → 70% → 100% → sahkan
- Bebibir besar: Gunakan kaedah warisan ASME PCC-1
📘 Panduan Lengkap: Kalkulator Tork Mengetatkan Bolt
🎯 Fungsi Kalkulator Ini
Kalkulator ini menentukan tork pengetatan yang diperlukan untuk pengikat berulir untuk mencapai daya pramuat yang betul.
Kritikal untuk memastikan kebolehpercayaan dan keselamatan sambungan bolted dalam semua industri.
🌍 Memahami Piawaian VDI 2230 dan ISO 898
VDI 2230:2015 ialah arahan Jerman "Pengiraan sistematik bagi sambungan bolt yang sangat tertekan." Dokumen paling komprehensif dan diiktiraf di seluruh dunia untuk mengira sambungan berbolted. Digunakan dalam penerbangan, automotif dan penjanaan kuasa.
ISO 898-1: Kelas Kekuatan Bolt
Mentakrifkan sifat mekanikal pengikat dengan sebutan XY:
- 4.6: Kekuatan hasil 240 MPa (keluli biasa)
- 8.8: Kekuatan hasil 640 MPa (kekuatan tinggi standard)
- 10.9: Kekuatan hasil 900 MPa (kekuatan tinggi)
- 12.9: Kekuatan hasil 1080 MPa (kekuatan ultra tinggi)
Prinsip Teras
Bolt mestilah pra-tegang (diregangkan) kepada 75-90% kekuatan alah. Ini memastikan:
- Sambungan kekal tertutup (tiada celah)
- Mengendalikan beban berubah-ubah (tiada longgar)
- Pengagihan beban sekata antara bolt
💼 Aplikasi Dunia Sebenar
1️⃣ Pemasangan Bebibir
Saluran paip DN200, tekanan 16 bar. 12 bolt M16, kelas 8.8. Kalkulator menentukan: 130 N·m setiap bolt. Ketatkan dengan sepana tork dalam corak silang.
2️⃣ Pemasangan Peralatan Kritikal
Kotak gear dipasang pada bingkai. Bolt M20, kelas 10.9. Tork yang diperlukan: 420 N·m. Ketatkan dalam 3 pas: 30% → 70% → 100%.
3️⃣ Pembaikan Peralatan
Penggantian gasket kepala silinder pemampat. Studs M12, kelas 8.8. Tork: 68 N·m. Ketatkan dari tengah ke luar dalam corak lingkaran.
4️⃣ Kawalan Kualiti Pemasangan
Periksa pengetatan selepas pemasangan. Ukur tork pemisah. Seharusnya 80-100% nominal. Jika kurang - bolt dilonggarkan, ketatkan semula diperlukan.
📊 Contoh Praktikal: Sambungan Bebibir Pam
Application: Bebibir DN150, PN25
- 8 bolt M16, kelas 8.8
- Gasket: komposit grafit
- Pelinciran: pes grafit
Dikira: 95 N·m setiap bolt
Mengetatkan: Corak silang, 3 hantaran (30→70→100%)
Keputusan: Sambungan tertutup, tiada kebocoran ✓
📖 Glosari Teknikal
- Tork Mengetatkan (T)
- Momen putaran digunakan pada bolt semasa mengetatkan. Diukur dalam N·m (newton-meter) atau lb·ft (kaki paun).
- Daya Pramuat (F)
- Daya tegangan paksi dalam bolt selepas mengetatkan. Memastikan mampatan sendi dan kebolehpercayaan sambungan.
- K-factor (Pekali Tork)
- Koefisien tidak berdimensi memaut tork dan daya: T = k × F × d. Bergantung pada geseran permukaan benang dan galas.
- Keluli kering: 0.20
- Pelinciran minyak: 0.16
- gris molibdenum: 0.11
- PTFE/Teflon: 0.09
- Peratusan Kekuatan Hasil
- Pramuat yang disyorkan sebagai peratusan hasil:
- 75%: sambungan standard
- 85%: sendi kritikal
- 90%: aplikasi aeroangkasa
- Sendi Keras
- Sambungan logam ke logam tanpa gasket. Kelonggaran pramuat minimum.
- Sendi Lembut
- Sambungan dengan gasket atau meterai. Kelonggaran biasa 10-20%, memerlukan pengetatan semula.
- Sepana Tork
- Alat untuk kawalan tork yang tepat. Jenis: jenis klik, jenis dail, digital.
- Thread Galling
- Penyitaan logam semasa mengetatkan. Biasa dengan keluli tahan karat. Memerlukan pelinciran.
⚠️ Titik Keselamatan Kritikal
- Pukulan berlebihan boleh menanggalkan benang atau memecahkan bolt
- Pukulan yang kurang membawa kepada kegagalan sendi dan kebocoran
- Sentiasa menentukur sepana tork dengan kerap
- Bersihkan benang sebelum pemasangan - kotoran menukar geseran
- Gunakan pelincir tertentu - pelincir yang salah mengubah faktor K secara mendadak
🎓 Amalan Terbaik
- Corak Mengetatkan: Corak silang untuk 4 bolt, corak bintang untuk 6-8 bolt, lingkaran dari tengah untuk bebibir
- Pengetatan Berbilang Pas: Gunakan 2-3 hantaran untuk sambungan kritikal (30% pertama, 70% kedua, 100% akhir)
- Tandakan Bolts: Tandakan kepala bolt untuk mengesan kelonggaran secara visual
- Tork semula: Periksa tork selepas 24 jam untuk sendi lembut
- Dokumentasi: Rekod nilai tork untuk pemasangan kritikal