Parametri de calcul

Bazat pe ISO 898, ASME B1.1 și VDI 2230









Rezultatele calculului

Cuplu recomandat:
—
Forța de preîncărcare țintă:
—
Coeficient de frecare (factor k):
—
Interval cuplu min-max:
—

Instrucțiuni de strângere:

Pasul 1: Strângeți manual până la fixare
Pasul 2: Aplicați un cuplu final de strângere de 30%
Pasul 3: Aplicați un cuplu final de 70%
Pasul 4: Aplicați un cuplu final de 100% cu o mișcare lină

Cum funcționează calculatorul

Standarde de referință

Standarde internaționale:

  • VDI 2230:2015 – Calculul sistematic al îmbinărilor cu șuruburi supuse unor solicitări mari
  • ISO 898-1 – Proprietățile mecanice ale elementelor de fixare – Șuruburi, bolțuri și prezoane
  • ASME B1.1 – Filete de șurub unificate în inci
  • DIN 946 – Relația cuplu-preîncărcare pentru elementele de fixare filetate
  • ECSS-E-HB-32-23A – Manual pentru elemente de fixare filetate (ESA)

Formula de bază a cuplului

Cuplul de strângere necesar se calculează folosind:

T = k × F × d

unde:

  • T. — cuplu de strângere (N·m)
  • k — coeficientul de cuplu (de obicei 0,15-0,25)
  • F — forța de preîncărcare dorită (N)
  • d — diametrul nominal al șurubului (m)

Calculul forței de preîncărcare

Forța de preîncărcare este determinată de:

F = σ_y × A_s × utilizare

unde:

  • σ_y — rezistența la curgere a materialului șurubului (MPa)
  • Ca — suprafața tensiunii de tracțiune (mm²)
  • utilizare — procentul de rezistență la curgere utilizat

Factorul K (coeficientul de cuplu)

Factorul k depinde de frecarea filetului și a suprafeței rulmentului:

  • Uscat/nelubrifiat: k = 0,20-0,25
  • Ușor uns cu ulei: k = 0,15-0,18
  • Disulfură de molibden: k = 0,10-0,12
  • Acoperire PTFE: k = 0,08-0,10

Clase de rezistență a șuruburilor

Clasele de șuruburi metrice indică rezistența la tracțiune și la curgere:

  • Clasa 8.8: 800 MPa de tracțiune, 640 MPa de randament
  • Clasa 10.9: 1000 MPa de tracțiune, 900 MPa de randament
  • Clasa 12.9: 1200 MPa de tracțiune, 1080 MPa de randament

Considerații importante

  • Folosiți întotdeauna scule dinamometrice calibrate
  • Curățați filetele înainte de asamblare
  • Aplicați cuplul în etape treptate pentru îmbinările critice
  • Luați în considerare relaxarea cuplului în articulațiile moi
  • Luați în considerare cuplul predominant în piulițele de blocare
  • Strângeți din nou cuplul după așezarea inițială, dacă este necesar

Factori de siguranță

  • Sarcini statice: Randament tipic de 75-85%
  • Încărcări dinamice: Randament recomandat 50-65%
  • Siguranță critică: Analiză suplimentară necesară
  • Șuruburi reutilizate: Reduceți cuplul cu 10-20%

Exemple de utilizare și ghid de selecție a valorilor

Exemplul 1: Conexiune flanșă pompă

Scenariu: Conectarea pompei la motor cu apărătoarea cuplajului

  • Dimensiunea șurubului: M12
  • Grad: 8.8
  • Lubrifiere: Ușor uns cu ulei
  • Preîncărcare: 75% (standard)
  • Tip de articulație: Dur (oțel pe oțel)
  • Metodă: Cheie dinamometrică manuală
  • Rezultat: 78 N·m (58 ft·lb)
  • Notă: Strângeți în model în cruce
Exemplul 2: Flanșă recipient sub presiune

Scenariu: Conductă de abur de înaltă presiune cu garnitură spiralată

  • Dimensiunea șurubului: M20
  • Grad: 10.9
  • Lubrifiere: Disulfură de molibden
  • Preîncărcare: 85% (performanță ridicată)
  • Tip de articulație: Moale (cu garnitură)
  • Metodă: Tensionator hidraulic
  • Rezultat: 340 N·m (251 ft·lb)
  • Critic: Urmați secvența ASME PCC-1
Exemplul 3: Șuruburi chiulasă

Scenariu: Ansamblul chiulasei motorului auto

  • Dimensiunea șurubului: M10
  • Grad: 12.9
  • Lubrifiere: Ulei de motor
  • Preîncărcare: 90% (maxim)
  • Tip de articulație: Gaură filetată
  • Metodă: Cuplu + unghi
  • Rezultat: 65 N·m + rotire 90°
  • Notă: Aplicație cuplu-la-randament

Cum să alegi valorile

Selectarea clasei șuruburilor
  • Clasa 4.6/Gradul 2:
    • Aplicații necritice
    • Numai sarcini ușoare
    • Opțiune cu cost redus
  • Clasa a VIII-a, a VIII-a/a V-a:
    • Inginerie generală
    • Cea mai comună alegere
    • Raport bun rezistență/cost
  • Clasa a 10-a, a 9-a/a 8-a:
    • Aplicații de înaltă rezistență
    • Încărcări dinamice
    • Număr redus de șuruburi posibil
  • Clasa 12.9:
    • Rezistență maximă
    • Aplicații critice
    • Manipulare specială necesară
Selectarea lubrifierii
  • Uscat (k=0,20): Rezultate inconsistente, evitați dacă este posibil
  • Petrol ușor (k=0,15): Alegere standard, consecventă
  • Pastă de molibden (k=0,10): Sarcini mari, oțel inoxidabil
  • PTFE (k=0,08): Frecare minimă, preîncărcare precisă
  • Anti-gripare: Folosește factorul k specificat de producător
Ghid de selecție a preîncărcării
  • Randament 50%:
    • Echipamente vibratoare
    • Demontare frecventă
    • Componente din aluminiu
  • Randament 75%:
    • Îmbinări statice standard
    • Ansambluri din oțel
    • Majoritatea aplicațiilor
  • Randament 85-90%:
    • Îmbinări critice
    • Nu este permisă separarea articulațiilor
    • Numai aplicații proiectate
Considerații privind tipul de îmbinare
  • Articulație dură:
    • Contact metal pe metal
    • Relaxare minimă
    • Se aplică valorile standard ale cuplului
  • Articulație moale:
    • Garnituri, inele O prezente
    • Așteptați o relaxare de 10-20%
    • Poate fi necesară strângerea din nou
  • Găuri filetate:
    • Verificați angrenarea filetului (2×D min.)
    • Atenție la atingerea de jos în sus
    • Luați în considerare helicoilul pentru aluminiu
Secvența de strângere
  • Model cu 4 șuruburi: Model încrucișat (1-3-2-4)
  • Model cu 6 șuruburi: Model de stea
  • Flanșă circulară: 180° opuse, apoi 90°
  • Mai multe treceri: 30% → 70% → 100% → verificare
  • Flanșe mari: Folosește metoda ASME PCC-1 veche