Kalkulator tork bolt dalam talian percuma ini membantu jurutera dan juruteknik menentukan tork pengetatan yang betul untuk sambungan yang dibolt. Berdasarkan piawaian antarabangsa ISO 16047 dan VDI 2230, ia mengira daya pramuat, faktor-K (pekali geseran) dan menyediakan urutan pengetatan langkah demi langkah. Menyokong bolt metrik M3-M48 dan bolt imperial 1/4"-1-1/4", kelas sifat 4.6 hingga 12.9, gred SAE 2-5-8 dan pelbagai keadaan pelinciran termasuk kering, berminyak, MoS2 dan PTFE. Kalkulator menggunakan formula T = K × F × d dengan T ialah tork, K ialah pekali geseran, F ialah daya pramuat dan d ialah diameter bolt.

Keputusan Pengiraan

Tork yang Disyorkan
—
Daya Pramuatan
—
Pekali Tork (K)
—
Julat Tork
—
📋 Urutan Pengetatan
  • 1 Ketatkan dengan tangan sehingga selesa
  • 2 Ketatkan kepada — (30% tork)
  • 3 Ketatkan kepada — (70% tork)
  • 4 Ketatkan kepada — (100% tork) dalam gerakan lancar

📘 Teori dan Data Rujukan

Formula Pengiraan Tork

Tork pengetatan yang diperlukan dikira menggunakan formula VDI 2230:

T = K × F × d
  • T — mengetatkan tork (N·m)
  • K — pekali geseran (tanpa dimensi, biasanya 0.10–0.25)
  • F — daya pramuatan (N)
  • d - diameter bolt nominal (m)

Daya Pramuatan

F = S × As × η
  • S — asas kekuatan: Rp (hasil) atau Sp (bukti) (MPa)
  • Sebagai — kawasan tegasan tegangan (mm²)
  • η — faktor penggunaan (50–90%)

Pekali Tork (faktor K / Faktor Nat)

Keadaan Permukaan Faktor-K Notes
Benang kering 0.20 – 0.25 Keputusan yang tidak konsisten, elakkan
Minyak ringan 0.14 – 0.18 Pilihan standard
Gris molibdenum 0.10 – 0.12 Beban tinggi, keluli tahan karat
PTFE / Teflon 0.08 – 0.10 Geseran minimum
bersalut zink 0.17 – 0.20 Bergantung pada kualiti

Kelas Sifat Bolt (ISO 898-1)

Kelas Rm (MPa) Rp (MPa) Sp (MPa) Permohonan
4.6 400 240 225 Sambungan tidak kritikal
8.8 800 640 580 (≤16 mm), 600 (>16 mm) Sambungan standard
10.9 1000 900 830 Aplikasi kekuatan tinggi
12.9 1200 1080 970 Sambungan kritikal

Nilai Sp ditunjukkan untuk ketelusan (jadual ringkasan ISO 898-1: Boltport). Untuk kerja kritikal, sahkan dengan edisi rasmi ISO 898-1 dan julat diameter.

Contoh Praktikal

🔧 Contoh 1: Flange Pam

syarat: Bolt M12, kelas 8.8, pelinciran minyak ringan

Pengiraan: K=0.16, F=40 kN, d=12 mm → T = 0.16 × 40000 × 0.012 = 77 N·m

Corak: Pengetatan corak silang dalam 3 hantaran

⚙️ Contoh 2: Pemasangan Kotak Gear

syarat: Bolt M20, kelas 10.9, pes anti-rampas

Pengiraan: K=0.12, F=166 kN, d=20 mm → T = 0.12 × 166000 × 0.020 = 398 N·m

Catatan: Periksa semula tork selepas 24 jam

⚠️ Nota Penting

  • Tork berlebihan boleh melucutkan ulir atau mematahkan bolt
  • Tork yang kurang kuat menyebabkan sendi longgar dan bocor
  • Kalibrasi sepana tork anda secara berkala
  • Bersihkan benang sebelum pemasangan — kotoran mengubah pekali geseran
  • Bolt kelas 10.9+ yang digunakan semula perlu diganti

Corak Pengetatan

4 bolt: Corak silang (1-3-2-4)

6 bolt: Corak bintang (1-4-2-5-3-6)

8+ bolt: Bertentangan secara diametrik, kemudian 90°

Pengetatan berbilang laluan: 30% → 70% → 100% → sahkan

📋 Panduan Rujukan Lengkap ISO 16047:2005

ISO 16047:2005 — Piawaian antarabangsa "Pengikat — Ujian daya tork/pengapit". Mentakrifkan syarat untuk menjalankan ujian tork dan daya pengapit untuk pengikat berulir dan bahagian yang serupa.

1. Skop Piawaian

Piawaian ini mentakrifkan syarat ujian untuk ujian tork dan daya pengapit bagi:

  • Bolt, skru dan nat dengan ulir metrik M3 — M39
  • Pengikat diperbuat daripada keluli karbon dan aloi
  • Produk dengan sifat mekanikal mengikut ISO 898-1 dan ISO 898-2

Tidak berkenaan dengan: tetapkan skru, bolt dengan benang yang ditekan, pengikat mengunci diri.

Suhu ujian: 10°C — 35°C (melainkan dipersetujui sebaliknya).

2. Istilah dan Definisi Utama

Penggal Simbol Definisi
Daya Pengapit F Daya tegangan paksi yang bertindak pada batang bolt, atau daya mampatan pada bahagian yang diapit semasa pengetatan
Daya Pengapit Hasil Fy Daya pengapit di mana pemanjangan batang bolt melebihi had elastik di bawah keadaan tegasan gabungan
Daya Pengapit Muktamad Fu Daya pengapit maksimum di mana batang bolt patah
Tork Pengetatan T Tork dikenakan pada nat atau bolt semasa pengetatan
Tork Benang Ke-t Tork yang dihantar melalui ulir kawin ke batang bolt
Tork Geseran Permukaan Bearing TB Tork yang dihantar melalui permukaan galas ke bahagian yang diapit semasa pengetatan
Faktor-K K Pekali tork: K = T / (F × d)

3. Jadual Simbol Lengkap (ISO 16047)

Simbol Description Unit
dDiameter benang nominalmm
d₂Diameter pitch ulir boltmm
dADiameter lubang untuk bolt dalam lekapan ujianmm
dhDiameter lubang mesin basuh atau plat galasmm
DbDiameter untuk tork geseran permukaan galasmm
LakukanDiameter luar permukaan galasmm
DpDiameter permukaan plat galas ratamm
FDaya pengapit (pramuatan)N, kN
FpBeban bukti mengikut ISO 898-1/898-2N, kN
FuDaya pengapit muktamadN, kN
FyDaya pengapit hasilN, kN
hKetebalan plat galas atau mesin basuhmm
KPekali tork (faktor-K)—
LcPanjang yang diapitmm
LeftenanPanjang benang penuh antara permukaan galasmm
PPitch benangmm
TTork pengetatanN·m
TBTork geseran permukaan galasN·m
Ke-tTork benangN·m
SelasaTork pengetatan muktamadN·m
TyTork pengetatan hasilN·m
θSudut putaran°
μbPekali geseran pada permukaan galas—
ke-μPekali geseran dalam benang—
μtotJumlah pekali geseran—

4. Formula Pengiraan mengikut ISO 16047

4.1. Faktor-K (Pekali Tork)

K = T / (F × d)

Ditentukan pada daya pengapit 75% beban bukti (0.75 Fp). Faktor-K hanya sah untuk pengikat dengan keadaan geseran, diameter dan geometri yang sama.

4.2. Persamaan Kellermann-Klein

Formula tork pengetatan lengkap:

T = F × [ (P / 2π) + (1.154 × μth × d₂) + (μb × (Do + dh) / 4) ]

4.3. Jumlah Pekali Geseran μtot

Penghampiran (ralat 1-2%):

μjumlah = (T/F - P/2π) / (0.577 × d₂ + 0.5 × Db)

where: Db = (Do + dh) / 2 — diameter permukaan galas purata

Important: Persamaan μtot adalah berdasarkan andaian bahawa pekali geseran ulir dan pekali geseran permukaan galas adalah sama (μth = μb).

4.4. Pekali Geseran Benang μth

Ke-μ = (Ke-T/F - P/2π) / (0.577 × d₂)

di mana tork ulir: Ke-T = T - Tb

4.5. Pekali Geseran Permukaan Galas μb

μb = Tb / (0.5 × Db × F)

di mana tork permukaan galas: Tb = T - Tth

5. Kaedah untuk Menentukan Sifat Pengetatan

Hartanah F T Ke-t TB θ
Faktor-K●●———
Pekali geseran total μtot●●———
Pekali geseran benang μth●—●——
Pekali geseran permukaan galas μb●——●—
Daya pengapit hasil Fy●———●
Tork pengetatan hasil Ty●●——●
Daya pengapit muktamad Fu●————
Tork pengetatan muktamad Tu●●———

● — pengukuran wajib, — — tidak diperlukan

6. Keperluan Peralatan Ujian

6.1. Pendirian Ujian

  • Ketepatan pengukuran: ±2% nilai yang diukur
  • Ketepatan pengukuran sudut: ±2° atau ±2% (yang mana lebih besar)
  • Keputusan hendaklah direkodkan secara elektronik
  • Kekakuan mesin mesti kekal malar

6.2. Kelajuan Pengetatan

Diameter Benang Kelajuan Putaran
M3 — M1610 — 40 pusingan
M16 — M395 — 15 pusingan

6.3. Lekapan Ujian

  • Panjang benang Lt ≥ 1d apabila diketatkan untuk mengalah atau patah
  • Diameter lubang dA mengikut ISO 273:1979, siri padanan rapat
  • Bahagian gantian hendaklah dipasang secara sepaksi dan dikunci daripada putaran

7. Gantikan Bahagian untuk Pengujian

7.1. Plat Galas/Pencuci Ganti

Parameter Jenis HH (Kekerasan Tinggi) Jenis HL (Kekerasan Rendah)
Kekerasan50 — 60 HRC200 — 300 HV
Kekasaran permukaan Ra(0.5 ± 0.3) µm≤1.6 μm (j≤3mm), ≤3.2 μm (j>3mm)
Lubang dhMengikut ISO 273, siri sederhana
Ketebalan hMengikut ISO 7093-1
KerataanMengikut ISO 4759-3:2000, gred A

7.2. Variasi Ketebalan Δh pada Bahagian yang Sama

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

7.3. Nat Pengganti untuk Menguji Bolt

  • Kelas bolt ≤10.9 → nat mengikut ISO 4032/8673, kelas sifat 10
  • Bolt kelas 12.9 → nat mengikut ISO 4033/8674, kelas sifat 12

7.4. Gantikan Bolt untuk Menguji Nat

  • Mengikut ISO 4014, 4017, 4762, 8765, 15071 atau 15072
  • Kelas hartanah ≥ kelas kacang, tetapi tidak di bawah 8.8
  • Benang hendaklah digulung
  • Penonjolan benang: 2—7 pic

7.5. Penyediaan Bahagian Pengganti

  • Buang gris, minyak dan pencemaran
  • Bersihkan dengan ultrasound menggunakan pelarut yang sesuai
  • Keadaan permukaan: bersih tanpa salutan atau zink A1J mengikut ISO 4042
  • Bahagian hanya boleh digunakan sekali sahaja!

8. Syarat-syarat Ujian

8.1. Syarat-syarat Standard

  • Suhu: 10°C — 35°C
  • Ujian pengadil: tidak lebih awal daripada 24 jam selepas salutan
  • Bahagian gantian hendaklah berada pada suhu bilik
  • Penentuan faktor-K dan μtot pada F = 0.75 Fp

8.2. Syarat-syarat Khas

Perlu dipersetujui antara pihak-pihak yang berkontrak:

  • Bahagian gantian bukan standard
  • Kelajuan pengetatan khas
  • Bolt/nat tangkap (dengan pencuci tangkap)

9. Piawaian Berkaitan

Standard Tajuk
ISO 898-1Sifat mekanikal pengikat — Bolt, skru dan stad
ISO 898-2Sifat mekanikal pengikat — Nat
ISO 68-1Benang skru metrik tujuan umum ISO — Profil asas
ISO 273Pengikat — Lubang pelepasan untuk bolt dan skru
ISO 4042Pengikat — Salutan bersalut elektro
ISO 4759-3Toleransi untuk pengikat — Sesendal biasa
ISO 7093-1Mesin basuh biasa — Siri besar
VDI 2230Pengiraan sistematik sambungan bolt yang sangat tertekan

10. Kandungan Laporan Ujian

10.1. Huraian Pengikat

Wajib:

  • Penamaan piawai
  • Nilai Db yang dikira
  • Salutan permukaan
  • Pelinciran
  • Kaedah pembuatan benang

Apabila berkenaan:

  • Sifat mekanikal sebenar
  • Kekasaran permukaan
  • Kaedah pembuatan

10.2. Keputusan Ujian

  • Bilangan sampel
  • Nilai Db (jika tidak dikira)
  • Tork pada daya pengapit yang ditentukan
  • Sudut putaran (jika diperlukan)
  • Faktor-K, μtot, μth, μb
  • Nisbah T/F atau F/T

11. Cadangan Praktikal

📌 Memilih Kaedah Penerangan Geseran
Kaedah Kerumitan Kebolehgunaan
Nisbah T/F Mudah Hanya untuk sendi tertentu yang diuji
Faktor-K Sederhana Satu diameter dengan keadaan yang sama
Pekali μth, μb Kompleks Semua saiz dengan keadaan geseran yang sama

⚠️ Nota Kritikal

  • Faktor-K adalah sah hanya untuk satu diameter — tidak boleh diekstrapolasi!
  • Jumlah μtot mengandaikan μth = μb — ini adalah penyederhanaan!
  • Bahagian gantian adalah untuk kegunaan sekali sahaja
  • Apabila menggunakan semula plat — dokumentasikan keadaan awal
  • Ujian pada T > Ty atau T > Tu — berhenti serta-merta selepas puncak dilampaui

12. Bibliografi

  • ISO 16047:2005 — Pengikat — Ujian daya tork/pengapit
  • ISO 16047:2005/Amd 1:2012 — Pindaan 1
  • VDI 2230:2015 — Pengiraan sistematik sambungan bolt bertekanan tinggi
  • Kellermann, R. und Klein, H.-C. — Untersuchungen über den Einfluss der Reibung auf Vorspannung und Anzugsmoment von Schraubenverbindungen (1955)
  • DIN 946 — Penentuan pekali geseran pemasangan bolt/nut
  • ECSS-E-HB-32-23A — Buku panduan pengikat berulir (ESA)

❓ Soalan Lazim (FAQ)

Apakah formula untuk mengira tork pengetatan bolt?

Formula piawai untuk tork pengetatan bolt ialah:

T = K × F × d

di mana:

  • T = Tork pengetatan (N·m)
  • K = Pekali geseran (faktor-K), biasanya 0.10–0.25
  • F = Daya prabeban sasaran (N)
  • d = Diameter bolt nominal (m)

Formula ini berdasarkan VDI 2230 standard dan memberikan keputusan yang tepat untuk sambungan bolt standard.

Apakah faktor-K dalam pengetatan bolt?

Faktor-K (juga dipanggil pekali tork atau faktor nat) ialah nilai tanpa dimensi yang mewakili ciri geseran gabungan sambungan bolted. Ia merangkumi geseran ulir (μth) dan geseran permukaan galas (μb).

Nilai faktor K tipikal:

  • Benang kering: 0.20 – 0.25
  • Benang yang diminyaki: 0.14 – 0.18
  • Pelinciran MoS₂: 0.10 – 0.12
  • Salutan PTFE: 0.08 – 0.10

Setiap ISO 16047, Faktor-K ditentukan pada 75% beban bukti (0.75 Fp) dan hanya sah untuk pengikat dengan keadaan geseran dan diameter yang sama.

Apakah peratusan pramuat yang disyorkan untuk bolt?

Pramuatan yang disyorkan sebagai peratusan daripada asas kekuatan yang dipilih bergantung pada aplikasi:

  • 50% — Perhimpunan tugas ringan dan mudah bergetar
  • 65% — Aplikasi tugas sederhana
  • 75% — Amalan perindustrian piawai (paling biasa)
  • 85% — Sambungan berprestasi tinggi
  • 90% — Aplikasi maksimum dan kritikal sahaja

Daya pramuatan dikira sebagai: F = S × As × η, di mana S ialah Rp (kekuatan alah) atau Sp (tegasan kalis) (MPa), As ialah luas tegasan tegangan (mm²), dan η ialah faktor penggunaan (0.50–0.90).

Apakah yang dinyatakan oleh ISO 16047?

ISO 16047:2005 (Pengikat — Ujian daya tork/pengapit) menyatakan:

  • Skop: Bolt metrik M3–M39 mengikut ISO 898-1/898-2
  • Peralatan ujian: Ketepatan pengukuran ±2%
  • Kelajuan pengetatan: 10–40 rpm (M3–M16), 5–15 rpm (M16–M39)
  • Bahagian gantian: Jenis HH (50–60 HRC) dan HL (200–300 HV)
  • Formula: Pengiraan faktor-K, μtot, μth, μb
  • Syarat ujian: Suhu 10–35°C
  • Persamaan Kellermann-Klein untuk analisis tork lengkap

Piawaian ini memastikan ujian daya tork/pengapit yang konsisten dan setanding di seluruh dunia.

Bagaimanakah pelinciran mempengaruhi tork bolt?

Pelinciran mengurangkan dengan ketara faktor-K, maksudnya kurang tork diperlukan untuk mencapai daya prabeban yang sama:

keadaanFaktor-KKesan
Kering0.22Garis dasar
Minyak ringan0.1627% tork kurang
MoS₂0.1150% kurang tork
PTFE0.0959% kurang tork

Amaran: Menggunakan faktor-K kering untuk bolt yang dilincirkan akan mengakibatkan pengetatan berlebihan yang teruk, yang berpotensi menyebabkan kegagalan bolt. Sentiasa padankan faktor-K dengan keadaan sebenar.

Apakah urutan pengetatan bolt yang betul?

Urutan pengetatan yang betul memastikan pengagihan beban yang sekata:

  1. Ketatkan tangan semua bolt sehingga ketat
  2. Ketatkan kepada 30% tork akhir (dalam corak)
  3. Ketatkan kepada 70% tork akhir (dalam corak)
  4. Ketatkan kepada 100% tork akhir dalam gerakan lancar
  5. Sahkan tork akhir pada semua bolt

Corak:

  • 4 bolt: Corak silang (1-3-2-4)
  • 6 bolt: Corak bintang (1-4-2-5-3-6)
  • 8+ bolt: Bertentangan secara diametrik, kemudian putaran 90°

Kelas sifat bolt apakah yang harus saya gunakan?

Pemilihan kelas hartanah setiap ISO 898-1:

KelasRp (MPa)Rm (MPa)Permohonan
4.6240400Tidak kritikal, beban rendah
8.8640800Struktur piawai
10.99001000Kekuatan tinggi, automotif
12.910801200Beban kritikal, maksimum

Penyahkodan: Digit pertama × 100 = kekuatan tegangan (Rm) dalam MPa. Digit pertama × digit kedua × 10 = kekuatan alah (Rp) dalam MPa. Contoh: 8.8 → Rm=800 MPa, Rp=8×8×10=640 MPa.

Bolehkah saya menggunakan semula bolt berkekuatan tinggi?

Secara amnya, tidak. Bolt berkekuatan tinggi (kelas 10.9 dan 12.9) tidak boleh digunakan semula selepas diketatkan mengikut reka bentuk pramuat kerana:

  • Ubah bentuk plastik berlaku semasa pengetatan
  • Kerosakan benang mungkin tidak kelihatan
  • Kekuatan bolt berkurangan selepas regangan
  • Bolt tork-ke-alah direka bentuk untuk kegunaan sekali sahaja

Pengecualian: Kelas 8.8 dan ke bawah boleh digunakan semula jika tiada kerosakan yang ketara dan aplikasi tidak kritikal. Setiap ISO 16047, alat ganti untuk ujian adalah untuk sekali guna sahaja.

Seberapa tepatkah pengetatan sepana tork?

Ketepatan alat tork:

  • Sepana tork jenis klik: ±4–5%
  • Sepana tork jenis rasuk: ±3–4%
  • Sepana tork digital: ±1–2%
  • Peralatan ujian ISO 16047: ±2%

Walau bagaimanapun, ketepatan tork kepada pramuat dihadkan oleh variasi geseran. Walaupun dengan tork yang tepat, pramuat sebenar boleh berbeza-beza ±25–30% disebabkan oleh:

  • Variasi kemasan permukaan
  • Ketidakselarasan pelinciran
  • Perbezaan kualiti benang

Untuk aplikasi kritikal, pertimbangkan kaedah sudut tork atau penegangan hidraulik (ketepatan pramuat ±5%).

Apakah perbezaan antara ISO 16047 dan VDI 2230?

Piawaian-piawaian ini mempunyai tujuan yang berbeza tetapi saling melengkapi:

AspekISO 16047VDI 2230
FokusKaedah pengujianPengiraan reka bentuk
TujuanUkur sifat geseranKira keperluan bersama
KeluaranNilai faktor-K, μth, μbSaiz bolt yang diperlukan, tork
PermohonanPengilang pengikat, makmalJurutera reka bentuk

ISO 16047 memberitahu anda cara mengukur pekali geseran; VDI 2230 memberitahu anda cara menggunakannya dalam reka bentuk sambungan bolt.