Bu ücretsiz çevrimiçi cıvata tork hesaplayıcısı, mühendislerin ve teknisyenlerin cıvatalı bağlantılar için doğru sıkma torkunu belirlemelerine yardımcı olur. Uluslararası standartlar ISO 16047 ve VDI 2230'a dayanarak, ön yükleme kuvvetini, K faktörünü (sürtünme katsayısı) hesaplar ve adım adım sıkma sıraları sunar. Metrik M3-M48 cıvataları ve inç 1/4"-1-1/4" cıvataları, 4.6 ila 12.9 özellik sınıflarını, SAE 2-5-8 kalitelerini ve kuru, yağlı, MoS2 ve PTFE dahil olmak üzere çeşitli yağlama koşullarını destekler. Hesaplayıcı, T = K × F × d formülünü kullanır; burada T tork, K sürtünme katsayısı, F ön yükleme kuvveti ve d cıvata çapıdır.

Hesaplama Sonuçları

Önerilen Tork
—
Ön Yükleme Kuvveti
—
Tork Katsayısı (K)
—
Tork Aralığı
—
📋 Sıkılaştırma Sırası
  • 1 Sıkılaştırın elle rahat olana kadar
  • 2 Sıkılaştırın — (30% tork)
  • 3 Sıkılaştırın — (70% tork)
  • 4 Sıkılaştırın — (100% tork) düzgün hareket halinde

📘 Teori ve Referans Verileri

Tork Hesaplama Formülü

Gerekli sıkma torku, VDI 2230 formülü kullanılarak hesaplanır:

T = K × F × d
  • T — sıkma torku (N·m)
  • K — sürtünme katsayısı (boyutsuz, tipik olarak 0,10–0,25)
  • F — ön yükleme kuvveti (N)
  • D — nominal cıvata çapı (m)

Ön Yükleme Kuvveti

F = S × As × η
  • S — güç temeli: Rp (verim) veya Sp (kanıt) (MPa)
  • Gibi — çekme gerilimi alanı (mm²)
  • η — kullanım faktörü (50–90%)

Tork Katsayısı (K faktörü / Somun faktörü)

Yüzey Durumu K faktörü Notlar
Kuru iplikler 0,20 – 0,25 Tutarsız sonuçlar, kaçının
Hafif yağ 0,14 – 0,18 Standart seçim
Molibden yağı 0,10 – 0,12 Yüksek yükler, paslanmaz çelik
PTFE / Teflon 0,08 – 0,10 Minimum sürtünme
Çinko kaplamalı 0,17 – 0,20 Kaliteye bağlı

Bolt Özellik Sınıfları (ISO 898-1)

Sınıf Rm (MPa) Rp (MPa) Sp (MPa) Başvuru
4.6 400 240 225 Kritik olmayan bağlantılar
8.8 800 640 580 (≤16 mm), 600 (>16 mm) Standart bağlantılar
10.9 1000 900 830 Yüksek mukavemetli uygulamalar
12.9 1200 1080 970 Kritik bağlantılar

Şeffaflık sağlamak amacıyla Sp değerleri gösterilmiştir (ISO 898-1 özet tablosu: BoltportKritik işler için, resmi ISO 898-1 sürümü ve çap aralığına göre doğrulama yapın.

Pratik Örnekler

🔧 Örnek 1: Pompa Flanşı

Koşullar: M12 cıvatalar, sınıf 8.8, hafif yağlama.

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

Model: Çapraz desen sıkılaştırma işlemi 3 aşamada yapılır.

⚙️ Örnek 2: Şanzıman Montajı

Koşullar: M20 cıvatalar, sınıf 10.9, pas önleyici macun

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

Not: 24 saat sonra tork değerini tekrar kontrol edin.

⚠️ Önemli Notlar

  • Aşırı sıkma, dişleri sıyırabilir veya cıvatayı kırabilir.
  • Yetersiz sıkma, bağlantıların gevşemesine ve sızıntılara yol açar.
  • Tork anahtarınızı düzenli olarak kalibre edin.
  • Montajdan önce dişleri temizleyin — kir, sürtünme katsayısını değiştirir.
  • 10.9+ sınıfı cıvataların tekrar kullanılması durumunda yenileriyle değiştirilmelidir.

Sıkılaştırma Kalıpları

4 cıvata: Çapraz desen (1-3-2-4)

6 cıvata: Yıldız deseni (1-4-2-5-3-6)

8+ cıvata: Tam karşıt yönde, sonra 90°

Çok aşamalı sıkma: 30% → 70% → 100% → doğrula

📋 ISO 16047:2005 Tam Referans Kılavuzu

ISO 16047:2005 — Uluslararası standart "Bağlantı Elemanları — Tork/Sıkıştırma Kuvveti Testi". Dişli bağlantı elemanları ve benzeri parçalar için tork ve sıkıştırma kuvveti testlerinin yapılma koşullarını tanımlar.

1. Standardın Kapsamı

Bu standart, aşağıdaki malzemelerin tork ve sıkıştırma kuvveti testlerine ilişkin test koşullarını tanımlar:

  • Metrik dişli cıvatalar, vidalar ve somunlar M3 — M39
  • Karbon ve alaşımlı çelikten yapılmış bağlantı elemanları
  • ISO 898-1 ve ISO 898-2 standartlarına uygun mekanik özelliklere sahip ürünler.

Şunlar için geçerli değildir: Ayar vidaları, preslenmiş dişli cıvatalar, kendinden kilitli bağlantı elemanları.

Test sıcaklığı: 10°C — 35°C (aksi kararlaştırılmadıkça).

2. Temel Terimler ve Tanımlar

Terim Sembol Tanım
Sıkıştırma Kuvveti F Sıkma sırasında cıvata gövdesine etki eden eksenel çekme kuvveti veya sıkıştırılan parçalara etki eden basınç kuvveti.
Akma Sıkıştırma Kuvveti Fy Birleşik gerilme durumu altında cıvata gövdesinin uzamasının elastik sınırı aştığı sıkıştırma kuvveti.
Nihai Sıkıştırma Kuvveti Fu Cıvata gövdesinin kırıldığı maksimum sıkıştırma kuvveti
Sıkma Torku T Somun veya cıvataya sıkma sırasında uygulanan tork
Diş Torku Tth Tork, dişli bağlantı yoluyla cıvata gövdesine iletilir.
Yatak Yüzeyi Sürtünme Torku Tüberküloz Sıkma işlemi sırasında yatak yüzeyleri aracılığıyla sıkıştırılan parçalara iletilen tork.
K faktörü K Tork katsayısı: K = T / (F × d)

3. Eksiksiz Sembol Tablosu (ISO 16047)

Sembol Açıklama Birim
DNominal diş çapımm
d₂cıvata dişinin adım çapımm
dATest düzeneğindeki cıvata için delik çapımm
dhPul veya yatak plakasının delik çapımm
VeritabanıYatak yüzeyi sürtünme torku için çapmm
Yapmakyatak yüzeyinin dış çapımm
DpDüz yatak plakasının yüzeyinin çapımm
FSıkıştırma kuvveti (ön yükleme)N, kN
FpISO 898-1/898-2'ye göre test yüküN, kN
FuNihai sıkıştırma kuvvetiN, kN
FyAkma sıkıştırma kuvvetiN, kN
hYatak plakası veya rondelanın kalınlığımm
KTork katsayısı (K faktörü)—
LcSıkıştırılmış uzunlukmm
TeğmenYatak yüzeyleri arasındaki tam diş uzunluğumm
PDiş aralığımm
TSıkma torkuN·m
TüberkülozYatak yüzeyi sürtünme torkuN·m
TthDiş torkuN·m
SalıNihai sıkma torkuN·m
TyAkma sıkma torkuN·m
θDönme açısı°
μbYatak yüzeyindeki sürtünme katsayısı—
μthİplikteki sürtünme katsayısı—
μtotToplam sürtünme katsayısı—

4. ISO 16047'ye Göre Hesaplama Formülleri

4.1. K-faktörü (Tork Katsayısı)

K = T / (F × d)

Sıkıştırma kuvvetinde belirlenmiştir. 75% test yükü (0,75 Fp). K faktörü yalnızca aynı sürtünme koşullarına, aynı çapa ve geometriye sahip bağlantı elemanları için geçerlidir.

4.2. Kellermann-Klein Denklemi

Tam sıkma torku formülü:

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

4.3. Toplam Sürtünme Katsayısı μtot

Yaklaşım (1-2% hatası):

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

Nerede? Db = (Do + dh) / 2 — ortalama yatak yüzeyi çapı

Önemli: μtot denklemi, dişli sürtünme katsayısı ile yatak yüzeyi sürtünme katsayısının eşit olduğu varsayımına dayanmaktadır (μth = μb).

4.4. İplik Sürtünme Katsayısı μth

μth = (Tth/F - P/2π) / (0.577 × d₂)

burada diş torku: Tth = T - Tb

4.5. Yatak Yüzeyi Sürtünme Katsayısı μb

μb = Tb / (0.5 × Db × F)

burada yatak yüzeyi torku: Tb = T - Tth

5. Sıkma Özelliklerinin Belirlenmesi Yöntemleri

Mülk F T Tth Tüberküloz θ
K faktörü●●———
Toplam sürtünme katsayısı μtot●●———
Diş sürtünme katsayısı μth●—●——
Yatak yüzeyi sürtünme katsayısı μb●——●—
Akma sıkıştırma kuvveti Fy●———●
Akma sıkma torku Ty●●——●
Nihai sıkıştırma kuvveti Fu●————
Son sıkma torku Tu●●———

● — zorunlu ölçüm, — — gerekli değil

6. Test Ekipmanı Gereksinimleri

6.1. Test Stand

  • Ölçüm doğruluğu: ±2% ölçülen değerin
  • Açı ölçümünün doğruluğu: ±2° veya ±2% (hangisi daha büyükse)
  • Sonuçlar elektronik olarak kaydedilecektir.
  • Makine rijitliği sabit kalmalıdır.

6.2. Sıkma Hızı

Diş Çapı Dönme Hızı
M3 — M1610 — 40 devir/dakika
M16 — M395 — 15 devir/dakika

6.3. Test Düzeneği

  • Sıkma işlemi akma noktasına veya kırılmaya kadar yapıldığında diş uzunluğu Lt ≥ 1d olmalıdır.
  • ISO 273:1979 standardına göre delik çapı dA, sıkı geçme serisi
  • Yedek parçalar eş eksenli olarak monte edilmeli ve dönmeye karşı kilitlenmelidir.

7. Test İçin Yedek Parçalar

7.1. Yatak Plakalarının / Pulların Değiştirilmesi

Parametre HH Tipi (Yüksek Sertlik) HL Tipi (Düşük Sertlik)
Sertlik50 — 60 HRC200 — 300 HV
Yüzey pürüzlülüğü Ra(0,5 ± 0,3) μm≤1,6 μm (h≤3mm), ≤3,2 μm (h>3mm)
Delik dhISO 273'e göre, orta seri
Kalınlık hISO 7093-1'e göre
DüzlükISO 4759-3:2000 standardına göre, A sınıfı.

7.2. Aynı Parçada Kalınlık Değişimi Δh

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

7.3. Test Cıvataları Yerine Somun Kullanımı

  • Cıvata sınıfı ≤10.9 → ISO 4032/8673 standardına göre somun, özellik sınıfı 10
  • Cıvata sınıfı 12.9 → ISO 4033/8674 standardına göre somun, özellik sınıfı 12

7.4. Test Somunları Yerine Kullanılabilecek Cıvatalar

  • ISO 4014, 4017, 4762, 8765, 15071 veya 15072'ye göre
  • Özellik sınıfı ≥ temel sınıf, ancak 8.8'den düşük olmamalı.
  • İplik sarılacaktır.
  • Diş çıkıntısı: 2-7 adım

7.5. Yedek Parçaların Hazırlanması

  • Yağ, gres ve diğer kirleticileri temizleyin.
  • Uygun çözücü kullanarak ultrasonik temizleme işlemi yapın.
  • Yüzey durumu: ISO 4042'ye göre temiz, kaplamasız veya çinko A1J.
  • Parçalar yalnızca bir kez kullanılabilir!

8. Test Koşulları

8.1. Standart Koşullar

  • Sıcaklık: 10°C — 35°C
  • Hakem testleri: kaplamadan en erken 24 saat sonra yapılmalıdır.
  • Yedek parçalar oda sıcaklığında olmalıdır.
  • F = 0,75 Fp'de K faktörü ve μtot belirlemesi

8.2. Özel Koşullar

Taraflar arasında kararlaştırılacak hususlar:

  • Standart dışı yedek parçalar
  • Özel sıkma hızları
  • Sabitlenmiş cıvata/somun (sabitlenmiş rondelalı)

9. İlgili Standartlar

Standart Başlık
ISO 898-1Bağlantı elemanlarının mekanik özellikleri — Cıvatalar, vidalar ve saplamalar
ISO 898-2Bağlantı elemanlarının mekanik özellikleri — Somunlar
ISO 68-1ISO genel amaçlı metrik vida dişleri — Temel profil
ISO 273Bağlantı Elemanları — Cıvata ve vidalar için boşluk delikleri
ISO 4042Bağlantı Elemanları — Elektrokaplama
ISO 4759-3Bağlantı elemanları için toleranslar — Düz rondelalar
ISO 7093-1Düz rondelalar — Büyük seri
VDI 2230Yüksek gerilimli cıvatalı bağlantıların sistematik hesaplanması

10. Test Raporu İçeriği

10.1. Bağlantı Elemanlarının Tanımı

Zorunlu:

  • Standart tanımlama
  • Hesaplanan Db değeri
  • Yüzey kaplama
  • Yağlama
  • İplik üretim yöntemi

Uygun olduğunda:

  • Gerçek mekanik özellikler
  • Yüzey pürüzlülüğü
  • Üretim yöntemi

10.2. Test Sonuçları

  • Örnek sayısı
  • Db değeri (hesaplanmadıysa)
  • Belirtilen sıkıştırma kuvvetinde tork
  • Dönme açısı (gerekirse)
  • K-faktörü, μtot, μth, μb
  • T/F veya F/T oranı

11. Pratik Öneriler

📌 Sürtünme Tanımlama Yöntemi Seçimi
Yöntem Karmaşıklık Uygulanabilirlik
Doğru/Yanlış oranı Basit Sadece belirli eklemler için test edilmiştir.
K faktörü Orta Aynı koşullara sahip tek bir çap
Katsayılar μth, μb Karmaşık Aynı sürtünme koşullarına sahip tüm boyutlar

⚠️ Kritik Notlar

  • K faktörü geçerlidir. sadece tek çap için — genelleme yapılamaz!
  • Toplam μtot, μth = μb varsayımına dayanır; bu bir basitleştirmedir!
  • Yedek parçalar şunlardır: yalnızca tek kullanımlıktır
  • Tabakları tekrar kullanırken, ilk durumlarını belgeleyin.
  • T > Ty veya T > Tu'daki testler — zirve aşıldıktan hemen sonra durdurulur.

12. Kaynakça

  • ISO 16047:2005 — Bağlantı Elemanları — Tork/sıkıştırma kuvveti testi
  • ISO 16047:2005/Amd 1:2012 — 1. Değişiklik
  • VDI 2230:2015 — Yüksek gerilimli cıvatalı bağlantıların sistematik hesaplanması
  • Kellermann, R. ve Klein, H.-C. - Untersuchungen über den Einfluss der Reibung auf Vorspannung und Anzugsmoment von Schraubenverbindungen (1955)
  • DIN 946 — Cıvata/somun tertibatlarının sürtünme katsayısının belirlenmesi
  • ECSS-E-HB-32-23A — Dişli bağlantı elemanları el kitabı (ESA)

❓ Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

Cıvata sıkma torkunu hesaplama formülü nedir?

Cıvata sıkma torku için standart formül şöyledir:

T = K × F × d

Nerede:

  • T = Sıkma torku (N·m)
  • K = Sürtünme katsayısı (K faktörü), tipik olarak 0,10–0,25
  • F = Hedef ön yükleme kuvveti (N)
  • D = Nominal cıvata çapı (m)

Bu formül şunlara dayanmaktadır: VDI 2230 Standart cıvatalı bağlantılar için doğru sonuçlar verir ve standart bir üründür.

Cıvata sıkma işleminde K faktörü nedir?

K faktörü (Tork katsayısı veya somun faktörü olarak da adlandırılır) cıvatalı bir bağlantının birleşik sürtünme özelliklerini temsil eden boyutsuz bir değerdir. Hem diş sürtünmesini (μth) hem de yatak yüzeyi sürtünmesini (μb) içerir.

Tipik K faktörü değerleri:

  • Kuru iplikler: 0,20 – 0,25
  • Yağlanmış dişler: 0,14 – 0,18
  • MoS₂ yağlama maddesi: 0,10 – 0,12
  • PTFE kaplama: 0,08 – 0,10

Başına ISO 16047, K faktörü, 75% test yükünde (0,75 Fp) belirlenir ve yalnızca aynı sürtünme koşullarına ve çapa sahip bağlantı elemanları için geçerlidir.

Cıvatalar için önerilen ön yükleme yüzdesi nedir?

Seçilen dayanım esasının yüzdesi olarak önerilen ön yükleme miktarı, uygulamaya bağlıdır:

  • 50% — Hafif hizmet tipi, titreşime eğilimli aksamlar
  • 65% — Orta düzey görev uygulamaları
  • 75% — Standart endüstriyel uygulama (en yaygın olanı)
  • 85% — Yüksek performanslı bağlantılar
  • 90% — Yalnızca maksimum ve kritik uygulamalar için

Ön yükleme kuvveti şu şekilde hesaplanır: F = S × As × η, burada S şudur: Rp (akma dayanımı) veya Sp (Akma gerilimi) (MPa), As çekme gerilimi alanı (mm²) ve η kullanım faktörüdür (0,50–0,90).

ISO 16047 neyi belirtir?

ISO 16047:2005 (Bağlantı Elemanları — Tork/sıkıştırma kuvveti testi) şunları belirtir:

  • Kapsam: ISO 898-1/898-2 standardına göre M3–M39 metrik cıvatalar
  • Test ekipmanları: ±2% ölçüm doğruluğu
  • Sıkma hızları: 10–40 rpm (M3–M16), 5–15 rpm (M16–M39)
  • Yedek parçalar: HH (50–60 HRC) ve HL (200–300 HV) tipleri
  • Formüller: K faktörü, μtot, μth, μb hesaplamaları
  • Test koşulları: Sıcaklık 10–35°C
  • Kellermann-Klein denklemi tam tork analizi için

Bu standart, dünya çapında tutarlı ve karşılaştırılabilir tork/sıkıştırma kuvveti testlerinin yapılmasını sağlar.

Yağlama, cıvata torkunu nasıl etkiler?

Yağlama önemli ölçüde azaltır K faktörü, yani daha az tork Aynı ön yükleme kuvvetini elde etmek için gerekenler:

DurumK faktörüEtki
Kuru0.22Temel çizgi
Hafif yağ0.1627% daha az tork
MoS₂0.1150% daha az tork
PTFE0.0959% daha az tork

Uyarı: Yağlanmış bir cıvata için kuru K faktörü kullanmak, aşırı sıkmaya ve potansiyel olarak cıvata arızasına yol açacaktır. K faktörünü her zaman gerçek koşullara göre ayarlayın.

Cıvataların doğru sıkma sırası nedir?

Doğru sıkma sırası, yükün eşit dağılımını sağlar:

  1. Elle sıkın Tüm cıvataları sıkılaşana kadar sıkın.
  2. Sıkılaştırın 30% son torkun (şekil olarak)
  3. Sıkılaştırın 70% son torkun (şekil olarak)
  4. Sıkılaştırın 100% düzgün harekette son tork
  5. Doğrulamak Tüm cıvataların son tork değerleri

Desenler:

  • 4 cıvata: Çapraz desen (1-3-2-4)
  • 6 cıvata: Yıldız deseni (1-4-2-5-3-6)
  • 8+ cıvata: Tam karşıt yönde, ardından 90° döndürme

Hangi bolt özellik sınıfını kullanmalıyım?

Mülk sınıfı seçimi başına ISO 898-1:

SınıfRp (MPa)Rm (MPa)Başvuru
4.6240400Kritik olmayan, düşük yükler
8.8640800Standart yapısal
10.99001000Yüksek mukavemetli, otomotiv
12.910801200Kritik, maksimum yükler

Kod çözme: İlk rakam × 100 = çekme dayanımı (Rm) (MPa). İlk rakam × ikinci rakam × 10 = akma dayanımı (Rp) (MPa). Örnek: 8.8 → Rm=800 MPa, Rp=8×8×10=640 MPa.

Yüksek mukavemetli cıvataları tekrar kullanabilir miyim?

Genellikle hayır. Yüksek mukavemetli cıvatalar (10.9 ve 12.9 sınıfı), tasarım ön yüklemesine kadar sıkıldıktan sonra tekrar kullanılmamalıdır çünkü:

  • Sıkıştırma sırasında plastik deformasyon meydana gelir.
  • İplik hasarı görünür olmayabilir.
  • Gerilme sonrasında cıvatanın mukavemeti azalır.
  • Torklama-akma dayanımına sahip cıvatalar, tasarımları gereği tek kullanımlıktır.

İstisnalar: Görünür bir hasar yoksa ve uygulama kritik değilse, 8.8 ve altı sınıf malzemeler yeniden kullanılabilir. ISO 16047, Test amaçlı kullanılan yedek parçalar yalnızca tek kullanımlıktır.

Tork anahtarıyla sıkma işlemi ne kadar doğrudur?

Tork aletinin hassasiyeti:

  • Tıklamalı tork anahtarı: ±4–5%
  • Kiriş tipi tork anahtarı: ±3–4%
  • Dijital tork anahtarı: ±1–2%
  • ISO 16047 test ekipmanı: ±2%

Fakat, Tork-ön yükleme hassasiyeti, sürtünme varyasyonlarıyla sınırlıdır. Hassas tork uygulansa bile, gerçek ön yükleme değişebilir. ±25–30% dolayı:

  • Yüzey bitişindeki farklılıklar
  • Yağlama tutarsızlığı
  • İplik kalitesi farklılıkları

Kritik uygulamalar için şunları göz önünde bulundurun: tork-açı yöntemi veya hidrolik gerdirme (±5% ön yükleme doğruluğu).

ISO 16047 ile VDI 2230 arasındaki fark nedir?

Bu standartlar farklı ancak birbirini tamamlayıcı amaçlara hizmet eder:

Bakış açısıISO 16047VDI 2230
OdakTest yöntemleriTasarım hesaplamaları
AmaçSürtünme özelliklerini ölçünOrtak gereksinimleri hesaplayın
ÇıktıK faktörü, μth, μb değerleriGerekli cıvata boyutu, tork
BaşvuruBağlantı elemanı üreticileri, laboratuvarlarTasarım mühendisleri

ISO 16047 Size sürtünme katsayılarını nasıl ölçeceğinizi anlatır; VDI 2230 Bu bilgiler, cıvatalı bağlantı tasarımında bunların nasıl kullanılacağını anlatmaktadır.