พบกับ Vibromera.com — เว็บไซต์นานาชาติใหม่ของเรา เยี่ยมชม Vibromera.com →

เครื่องมือวิศวกรรมฟรี

เครื่องคำนวณแรงบิดในการขันสลักเกลียว

คำนวณแรงบิดที่ต้องการเพื่อให้ได้แรงดึงล่วงหน้าของสลักเกลียวที่เหมาะสม รองรับเกลียวเมตริกแบบหยาบ & ละเอียด เกลียวอิมพีเรียล UNC และสภาวะการหล่อลื่นหลายแบบ.

เครื่องคำนวณนี้พัฒนาและตรวจสอบความถูกต้องโดยทีมวิศวกรรมของ Vibromera ผู้ผลิตเครื่องมือถ่วงสมดุลแบบพกพา Balanset

ISO 898ISO 16047VDI 2230ASME B1.1

ผลลัพธ์

แรงบิดที่แนะนำ
—
แรงดึงล่วงหน้า
—
เค-แฟคเตอร์
—
พื้นที่หน้าตัดรับแรง
—
ช่วงแรงบิด (ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของวิธีการขัน)
———
ลำดับการกระชับ
  • 1ขันน็อตทั้งหมดด้วยมือจนกระทั่ง แนบสนิท
  • 2ขันให้แน่น — (แรงบิด 30%) ในรูปแบบ
  • 3ขันให้แน่น — (แรงบิด 70%) ในรูปแบบ
  • 4ขันให้แน่น — (แรงบิด 100%) — การเคลื่อนไหวที่ราบรื่น
รูปแบบการขันที่แนะนำ

สูตรคำนวณแรงบิด

แรงบิดในการขันที่ต้องการจะคำนวณโดยใช้วิธีตัวประกอบน็อตแบบง่ายตามมาตรฐาน VDI 2230:

T = K × F × d
  • ที — แรงบิดในการขัน (N·m)
  • K — ค่าสัมประสิทธิ์แรงบิด / ตัวประกอบน็อต (0.10–0.25)
  • F — แรงดึงเริ่มต้นเป้าหมาย (N)
  • d — เส้นผ่านศูนย์กลางสลักเกลียวที่กำหนด (ม.)

แรงดึงล่วงหน้า

F = S × As × η
  • S — ฐานความแข็งแกร่ง: Rp (กำลังคราก) หรือ Sp (ความเค้นพิสูจน์)
  • As — พื้นที่หน้าตัดรับแรงดึง (mm²)
  • η — ปัจจัยการใช้ประโยชน์ (0.50–0.90)

สมการเคลเลอร์มันน์-ไคลน์

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

การอ้างอิงค่า K-แฟคเตอร์

สภาพพื้นผิวปัจจัย Kหมายเหตุ
แห้ง0.20–0.25กระจายตัวสูง
น้ำมันเบา0.14–0.18พบได้บ่อยที่สุด
MoS₂0.10–0.12รับน้ำหนักได้สูง, สแตนเลส
PTFE0.08–0.10ข้อควรระวัง: ขันแน่นเกินไป
ชุบสังกะสี0.17–0.20ขึ้นอยู่กับสารเคลือบ
สารป้องกันการยึดติด0.11–0.13อุณหภูมิสูง
แผ่นแว็กซ์0.09–0.11ยานยนต์ OEM

ประเภทคุณสมบัติของสลักเกลียว (ISO 898-1)

ระดับRmRpSpการประยุกต์ใช้
4.6400240225ไม่สำคัญ
5.6500300280ทั่วไป
8.8800640580/600โครงสร้างมาตรฐาน
10.91040940830ความแข็งแรงสูง
12.912201100970วิกฤต, รับน้ำหนักสูงสุด

ตัวอย่างเชิงปฏิบัติ

หน้าแปลนปั๊ม — M12 × 1.75, คลาส 8.8, เคลือบน้ำมัน

K=0.16, F=640×84.3×0.75=40,464 N → T=0.16×40464×0.012=77.7 นิวตันเมตร

เกียร์บ็อกซ์ — M20 × 2.5, คลาส 10.9, ป้องกันการติดขัด

K=0.12, F=900×245×0.75=165,375 N → T=0.12×165375×0.020=397 นิวตันเมตร

  • การขันแน่นเกินไป เกลียวหลุดหรือสลักเกลียวแตกหัก
  • แรงบิดต่ำเกินไป → การหลวม การรั่วซึม ความเสียหายจากความล้า
  • ควรสอบเทียบประแจวัดแรงบิดเป็นประจำทุกปี
  • ทำความสะอาดเกลียวก่อนประกอบ
  • ห้ามนำสลักเกลียวเกรด 10.9 ขึ้นไปกลับมาใช้ซ้ำ
  • นี่เป็นการประมาณการทางวิศวกรรม — ควรทดสอบตามมาตรฐาน ISO 16047 สำหรับข้อต่อที่สำคัญ

T = K × F × d โดย K คือสัมประสิทธิ์แรงบิด (0.10–0.25), F คือแรงพรีโหลด (N), d คือเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ (m)

สำหรับการวิเคราะห์โดยละเอียด: สมการ Kellermann-Klein แยกแรงเสียดทานที่เกลียวและที่ผิวรองรับออกจากกัน

ค่า K รวมแรงเสียดทานที่เกลียวและที่ผิวรองรับเข้าด้วยกัน กำหนดตาม ISO 16047 ที่ 75% ของแรงทดสอบพิสูจน์

  • แห้ง: 0.20–0.25
  • น้ำมัน: 0.14–0.18
  • MoS₂: 0.10–0.12
  • PTFE: 0.08–0.10

ค่ามาตรฐาน: 75% ของ Rp ช่วง: 50% (งานเบา) ถึง 90% (งานวิกฤต) สำหรับการออกแบบอย่างเคร่งครัด ให้ใช้ Sp แทน Rp

การหล่อลื่นลดค่า K ลงอย่างมาก สภาพแห้ง K≈0.22 เทียบกับ PTFE K≈0.09 การใช้แรงบิดสำหรับสภาพแห้งกับโบลต์ที่หล่อลื่น = การขันแน่นเกินไปอย่างรุนแรง

ขันหลายรอบตามรูปแบบไขว้/ดาว: ขันให้กระชับ → 30% → 70% → 100% ตรวจสอบซ้ำหลังใช้งาน 24h

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

เกลียวละเอียด = พื้นที่หน้าตัดรับความเค้นมากขึ้น แรงพรีโหลดสูงขึ้น ทนต่อการสั่นสะเทือนได้ดีขึ้น แต่มีความเสี่ยงที่เกลียวจะรูดสูงขึ้น ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์และการบินและอวกาศ

โบลต์ชั้นคุณสมบัติ 10.9+ ไม่ควรนำกลับมาใช้ซ้ำหลังได้รับแรงพรีโหลดตามการออกแบบ โบลต์ที่ขันจนถึงจุดครากใช้ได้ครั้งเดียว โบลต์ชั้นคุณสมบัติ 8.8 อาจนำกลับมาใช้ซ้ำได้หากไม่เสียหาย

เครื่องมือ: แบบคลิก ±5%, แบบดิจิทัล ±2% แต่ความแปรผันของแรงเสียดทานทำให้แรงพรีโหลดกระจายตัว ±25-30% สำหรับรอยต่อที่มีความสำคัญสูง: การขันด้วยแรงบิดร่วมกับมุมขัน หรือการดึงให้ตึงด้วยไฮดรอลิก

ISO 16047 = การทดสอบ (วัดค่า K บนชิ้นส่วนยึดจริง) VDI 2230 = การออกแบบ (คำนวณโบลต์ที่ต้องใช้ แรงพรีโหลด และแรงบิด) ทั้งสองเสริมกัน

ขั้นตอนที่อธิบายไว้ในหน้านี้ได้รับการพัฒนาและทดสอบภาคสนามโดยทีมงาน Vibromera โดยใช้ Balanset-1A ซึ่งเป็นเครื่องบาลานซ์และเครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือนแบบสองช่องสัญญาณชนิดพกพา สำหรับการบาลานซ์โรเตอร์หน้างาน

หมวดหมู่:

WhatsApp
Balanset-1A · €1975ถามวิศวกร