เครื่องมือวิศวกรรมฟรี
เครื่องคำนวณความแข็งแรงดึงและเฉือนของสลักเกลียว
คำนวณแรงดึงขาดสูงสุดของโบลต์เมตริกจากข้อมูล property-class ของ ISO 898-1 พร้อมค่าประมาณกำลังรับแรงเฉือนแบบย่อ เลือกขนาดโบลต์และ property class
เครื่องคำนวณนี้พัฒนาและตรวจสอบความถูกต้องโดยทีมวิศวกรรมของ Vibromera ผู้ผลิตเครื่องมือถ่วงสมดุลแบบพกพา Balanset
ผลลัพธ์
แรงดึงสูงสุด
แรงดึงสูงสุดที่สลักเกลียวสามารถทนได้ก่อนที่จะแตกหัก:
- Rm — ความแข็งแรงดึงสูงสุด (MPa) จากระดับคุณสมบัติ
- s — พื้นที่หน้าตัดรับแรงดึง (mm²), จาก ISO 898-1 / ISO 261
กำลังรับแรงเฉือน (ค่าประมาณแบบย่อ)
ISO 898-1 กำหนดสมบัติด้านแรงดึงและ proof-load ของโบลต์ — มันไม่ได้ ไม่ กำหนดกำลังรับแรงเฉือน ค่าที่แสดงที่นี่เป็นค่าประมาณทางวิศวกรรมแบบง่ายที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยถือว่ากำลังรับแรงเฉือนประมาณ 60% ของกำลังรับแรงดึง (อิงตามเกณฑ์ von Mises, τ ≈ 0.58 σ):
สำหรับการเฉือนสองชั้น ให้คูณด้วย 2 (ระนาบเฉือนสองระนาบ).
⚠️ หมายเหตุการออกแบบรับแรงเฉือน: กำลังรับแรงเฉือนจริงขึ้นอยู่กับว่าระนาบเฉือนผ่านเกลียวหรือผ่านก้านเรียบของโบลต์ การลื่นของรอยต่อและการรับแรงกดของแผ่น รวมถึงโหลดความล้า รหัสการออกแบบแต่ละฉบับกำหนดค่าเป็นของตนเอง — เช่น Eurocode 3 (EN 1993-1-8) ใช้ Fv = αv × fub × A ด้วย αv = 0.6 สำหรับ classes 4.6, 5.6 และ 8.8 แต่ใช้ 0.5 สำหรับ classes 4.8, 5.8, 6.8 และ 10.9 ร่วมกับค่าสัมประสิทธิ์ความปลอดภัยบางส่วน ตรวจสอบรอยต่อที่รับแรงเฉือนกับรหัสการออกแบบโครงสร้างหรือเครื่องกลที่เกี่ยวข้องเสมอ ไม่ใช่ใช้ค่าประมาณแบบย่อนี้เพียงอย่างเดียว
คลาสคุณสมบัติตาม ISO 898-1
| ระดับ | Rm (MPa) | Rp0.2 (MPa) | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | ความแข็งแรงต่ำ ใช้งานทั่วไป |
| 5.8 | 520 | 420 | งานโครงสร้าง, ไม่พรีโหลด |
| 8.8 | 800 | 640 | ยานยนต์, เครื่องจักรกล (พบมากที่สุด) |
| 10.9 | 1040 | 940 | โครงสร้างความแข็งแรงสูง |
| 12.9 | 1220 | 1100 | ความแข็งแรงสูงสุด (เหล็กอัลลอย) |
ตัวอย่างการปฏิบัติ
ที่ให้ไว้: สลักเกลียว M10, คลาสคุณสมบัติ 8.8, เฉือนเดี่ยว
s = 58.0 mm², Rm = 800 MPa
Ft = 800 × 58.0 = 46,400 N = 46.4 kN
Fs = 0.6 × 800 × 58.0 = 27,840 N = 27.8 kN
⚠️ หมายเหตุ: นี่คือค่าความสามารถสูงสุดโดยไม่รวมปัจจัยด้านความปลอดภัย ควรใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัยที่เหมาะสม (โดยทั่วไป 2–3 สำหรับสภาวะคงที่ และ 4–6 สำหรับสภาวะล้า) ในการออกแบบ.
พื้นที่หน้าตัดรับแรงดึง (As) คือพื้นที่หน้าตัดประสิทธิผลที่ใช้คำนวณความสามารถในการรับแรงดึงของตัวยึดเกลียว ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าพื้นที่หน้าตัดก้านเกลียวตามขนาดระบุ เนื่องจากคำนึงถึงรูปทรงเรขาคณิตของโคนเกลียว ค่าต่าง ๆ แสดงไว้ในตารางของ ISO 898-1
แรงดึงสูงสุดคือ Ft = Rm × As โดย Rm คือความต้านทานแรงดึงสูงสุด (จากชั้นคุณภาพ) และ As คือพื้นที่หน้าตัดรับแรงดึง ตัวอย่างเช่น สลักเกลียวชั้นคุณภาพ 8.8 มี Rm = 800 MPa
ตัวเลขตัวแรก (8) แทน 1/100 ของความต้านทานแรงดึงสูงสุดขั้นต่ำเป็น MPa (800 MPa) ตัวเลขตัวที่สอง (8) คือ 10 เท่าของอัตราส่วนระหว่างความต้านทานที่จุดครากต่อความต้านทานแรงดึงสูงสุด (0.8) ดังนั้นจุดคราก ≈ 800 × 0.8 = 640 MPa
ISO 898-1 ไม่ได้กำหนดความต้านทานแรงเฉือน — ครอบคลุมเฉพาะคุณสมบัติด้านแรงดึงและแรงพิสูจน์เท่านั้น การประมาณอย่างง่ายที่ใช้กันทั่วไปคือถือว่าความต้านทานแรงเฉือนเท่ากับ 60% ของความต้านทานแรงดึง: Fs = 0.6 × Rm × As โดยอิงจากเกณฑ์การครากของ von Mises ส่วนมาตรฐานการออกแบบ เช่น Eurocode 3 (EN 1993-1-8) ใช้ตัวคูณของตนเอง (0.6 หรือ 0.5 ขึ้นอยู่กับชั้นคุณภาพ) รวมทั้งตัวคูณความปลอดภัย สำหรับการเฉือนสองระนาบ (two planes) ให้คูณด้วย 2
แรงพิสูจน์ (proof load) คือแรงสูงสุดที่ไม่ทำให้เกิดการเสียรูปถาวร (ขีดจำกัดความยืดหยุ่น) ความต้านทานแรงดึงสูงสุดคือแรงสูงสุดก่อนที่จะแตกหัก ความเค้นที่แรงพิสูจน์มีค่าประมาณ 90% ของความต้านทานที่จุดครากสำหรับชั้นคุณภาพส่วนใหญ่
ขั้นตอนที่อธิบายไว้ในหน้านี้ได้รับการพัฒนาและทดสอบภาคสนามโดยทีมงาน Vibromera โดยใช้ Balanset-1A ซึ่งเป็นเครื่องบาลานซ์และเครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือนแบบสองช่องสัญญาณชนิดพกพา สำหรับการบาลานซ์โรเตอร์หน้างาน
อุปกรณ์และซอฟต์แวร์การถ่วงสมดุลภาคสนามระดับมืออาชีพ ใช้งานในกว่า 50 ประเทศ.
