Beräkningsparametrar

Baserat på ISO 898, ASME B1.1 och VDI 2230

Hur kalkylatorn fungerar

Referensstandarder

Internationella standarder:

  • VDI 2230:2015 - Systematisk beräkning av högbelastade skruvförband
  • ISO 898-1 - Mekaniska egenskaper hos fästelement - Bultar, skruvar och dubbar
  • ASME B1.1 - Unified Inch skruvgängor
  • DIN 946 - Förhållande mellan vridmoment och förspänning för gängade fästelement
  • ECSS-E-HB-32-23A - Handbok för gängade fästelement (ESA)

Grundläggande vridmomentformel

Det erforderliga åtdragningsmomentet beräknas med hjälp av:

T = k × F × d

var:

  • T — åtdragningsmoment (N·m)
  • k — vridmomentkoefficient (vanligtvis 0,15–0,25)
  • F — önskad förspänningskraft (N)
  • d — nominell bultdiameter (m)

Beräkning av förspänningskraft

Förspänningskraften bestäms av:

F = σ_y × A_s × utnyttjande

var:

  • σ_y — sträckgräns för bultmaterialet (MPa)
  • Som — dragspänningsarea (mm²)
  • utnyttjande — procentuell sträckgräns som använts

K-faktor (momentkoefficient)

K-faktorn beror på gängans och lagerytans friktion:

  • Torr/osmord: k = 0,20–0,25
  • Lätt oljad: k = 0,15–0,18
  • Molybdendisulfid: k = 0,10–0,12
  • PTFE-beläggning: k = 0,08–0,10

Bultstyrkeklasser

Metriska bultklasser anger draghållfasthet och sträckgräns:

  • Klass 8.8: 800 MPa draghållfasthet, 640 MPa utbyte
  • Klass 10.9: 1000 MPa draghållfasthet, 900 MPa utbyte
  • Klass 12.9: 1200 MPa draghållfasthet, 1080 MPa utbyte

Viktiga överväganden

  • Använd alltid kalibrerade momentverktyg
  • Rengör gängorna före montering
  • Applicera vridmoment i gradvisa steg för kritiska leder
  • Beakta momentavlastning i mjuka leder
  • Ta hänsyn till rådande vridmoment i låsmuttrar
  • Dra åt efter inledande sättning om det behövs

Säkerhetsfaktorer

  • Statiska belastningar: 75–85% av typisk avkastning
  • Dynamiska belastningar: Rekommenderat utbyte på 50–651 TP/3 T
  • Kritisk säkerhet: Ytterligare analys krävs
  • Återanvända bultar: Minska vridmomentet med 10-20%

Exempel på användning och guide för val av värde

Exempel 1: Pumpflänsanslutning

Scenario: Anslutning av pump till motor med kopplingsskydd

  • Bultstorlek: M12
  • Kvalitet: 8.8
  • Smörjning: Lätt oljad
  • Förbelastning: 75% (standard)
  • Ledtyp: Hård (stål mot stål)
  • Metod: Manuell momentnyckel
  • Resultat: 78 Nm (58 ft·lb)
  • Notera: Dra åt i korsmönster
Exempel 2: Tryckkärlsfläns

Scenario: Högtrycksångledning med spirallindad packning

  • Bultstorlek: M20
  • Kvalitet: 10.9
  • Smörjning: Molybdendisulfid
  • Förbelastning: 85% (hög prestanda)
  • Ledtyp: Mjuk (med packning)
  • Metod: Hydraulisk spännare
  • Resultat: 340 Nm (251 ft·lb)
  • Kritisk: Följ ASME PCC-1-sekvensen
Exempel 3: Motorhuvudets bultar

Scenario: Cylinderhuvud för bilmotorer

  • Bultstorlek: M10
  • Kvalitet: 12.9
  • Smörjning: Motorolja
  • Förbelastning: 90% (maximalt)
  • Ledtyp: Gängat hål
  • Metod: Vridmoment + vinkel
  • Resultat: 65 Nm + 90° vridning
  • Notera: Moment-till-fjädring-applikation

Hur man väljer värden

Val av bultkvalitet
  • Klass 4.6/Nivå 2:
    • Icke-kritiska applikationer
    • Endast lätta laster
    • Lågkostnadsalternativ
  • Klass 8.8/Årskurs 5:
    • Allmän teknik
    • Vanligaste valet
    • Bra förhållande mellan styrka och kostnad
  • Klass 10.9/Årskurs 8:
    • Höghållfasta applikationer
    • Dynamiska belastningar
    • Minskat antal bultar möjligt
  • Klass 12.9:
    • Maximal styrka
    • Kritiska applikationer
    • Särskild hantering krävs
Smörjningsval
  • Torr (k=0,20): Inkonsekventa resultat, undvik om möjligt
  • Lättolja (k=0,15): Standardval, konsekvent
  • Molypasta (k=0,10): Höga belastningar, rostfritt stål
  • PTFE (k=0,08): Lägsta friktion, exakt förspänning
  • Antikärvning: Använd tillverkarens angivna k-faktor
Guide för val av förspänning
  • 50% Utbyte:
    • Vibrerande utrustning
    • Frekvent demontering
    • Aluminiumkomponenter
  • 75% Utbyte:
    • Standard statiska fogar
    • Stålaggregat
    • De flesta applikationer
  • 85-90% Utbyte:
    • Kritiska leder
    • Ingen skarvseparation tillåten
    • Endast tekniska applikationer
Överväganden gällande fogtyp
  • Hård fog:
    • Metall mot metall-kontakt
    • Minimal avkoppling
    • Standardmomentvärden gäller
  • Mjuk led:
    • Packningar, O-ringar finns
    • Förvänta 10-20%-avslappning
    • Kan behöva efterdragas
  • Gängade hål:
    • Kontrollera gängingreppet (2×D min)
    • Se upp för botten-ut
    • Överväg helixoil för aluminium
Åtdragningssekvens
  • 4-bultsmönster: Korsmönster (1-3-2-4)
  • 6-bultsmönster: Stjärnmönster
  • Cirkulär fläns: 180° motsatser, sedan 90°
  • Flera pass: 30% → 70% → 100% → verifiera
  • Stora flänsar: Använd ASME PCC-1 äldre metod