Інструмент вільного інжинірингу
Калькулятор моменту затягування болтів
Розрахуйте потрібний крутний момент для досягнення належного зусилля попереднього натягу болта. Підтримуються метричні різьби з великим & дрібним кроком, дюймова UNC та різні умови змащування.
Цей калькулятор розроблено та перевірено інженерною командою Vibromera, виробника портативних балансувальних приладів Balanset.
Результати
- 1Попередньо затягніть усі болти вручну до щільного прилягання щільного прилягання
- 2Затягніть до — (30% крутного моменту) у шаблоні
- 3Затягніть до — (70% крутного моменту) у шаблоні
- 4Затягніть до — (100% крутного моменту) — плавний рух
Формула розрахунку крутного моменту
Необхідний момент затягування розраховується за допомогою спрощеного методу коефіцієнта затягування гайки VDI 2230:
- T — крутний момент затягування (Н·м)
- K — коефіцієнт крутного моменту / коефіцієнт гайки (0,10–0,25)
- F — цільове зусилля попереднього натягу (Н)
- d — номінальний діаметр болта (м)
Сила попереднього натягу
- S — основа міцності: Rp (межа текучості) або Sp (умовна межа текучості)
- As — площа розтягувального напруження (мм²)
- η - коефіцієнт використання (0,50-0,90)
Рівняння Келлермана-Клейна
Довідка щодо K-фактора
| Стан поверхні | К-фактор | Примітки |
|---|---|---|
| Сухий | 0,20–0,25 | Великий розкид |
| Легка олія | 0,14–0,18 | Найпоширеніші |
| MoS₂ | 0,10–0,12 | Високі навантаження, нержавіюча сталь |
| ПТФЕ | 0,08–0,10 | Обережно: надмірний крутний момент |
| Оцинкований | 0,17–0,20 | Залежить від покриття |
| Протизадирний засіб | 0,11–0,13 | Висока температура |
| Воскове покриття | 0,09–0,11 | Автомобільний OEM |
Класи властивостей болтів (ISO 898-1)
| Клас | Рm | Рp | Sp | Застосування |
|---|---|---|---|---|
| 4.6 | 400 | 240 | 225 | Некритичний |
| 5.6 | 500 | 300 | 280 | Загальне |
| 8.8 | 800 | 640 | 580/600 | Стандартна конструкція |
| 10.9 | 1040 | 940 | 830 | Високоміцний |
| 12.9 | 1220 | 1100 | 970 | Критичне, максимальне навантаження |
Практичні приклади
K=0,16, F=640×84,3×0,75=40,464 Н → T=0,16×40464×0,012=77.7 Н·м
K=0,12, F=900×245×0,75=165,375 Н → T=0,12×165375×0,020=397 Н·м
- Надмірне затягування зриває різьбу або ламає болт
- Недостатній крутний момент → розхитування, витоки, руйнування від втоми
- Щорічно калібруйте динамометричні ключі
- Очистіть різьбу перед складанням
- Не використовуйте повторно болти класу 10.9+
- Це інженерна оцінка — випробування згідно з ISO 16047 для критичних з'єднань
T = K × F × d, де K — коефіцієнт моменту затягування (0.10–0.25), F — сила попереднього затягування (N), d — номінальний діаметр (m).
Для детального аналізу: рівняння Kellermann-Klein розділяє тертя в різьбі та тертя на опорній поверхні.
Коефіцієнт K поєднує тертя в різьбі та тертя на опорній поверхні. Визначається за ISO 16047 при 75% пробного навантаження.
- Без змащення: 0.20–0.25
- Олива: 0.14–0.18
- MoS₂: 0.10–0.12
- PTFE: 0.08–0.10
Стандартне значення: 75% від Rp. Діапазон: від 50% (легкі умови експлуатації) до 90% (відповідальні застосування). Для строгого проєктного розрахунку використовуйте Sp замість Rp.
Змащення різко знижує коефіцієнт K. Без змащення K≈0,22 проти PTFE K≈0,09. Застосування моменту затягування для сухого болта до змащеного болта = значне надмірне затягування.
Кілька проходів за перехресною/зіркоподібною схемою: затягування до щільного прилягання → 30% → 70% → 100%. Повторна перевірка після 24h роботи.
T = F × [P/(2π) + 1.154·μth·d₂ + μb·(Do+dh)/4]. Відокремлює тертя в різьбі від тертя на опорній поверхні.
Дрібний крок = більша площа перерізу для розрахунку напружень, більше попереднє затягування, краща стійкість до вібрації, але вищий ризик зриву різьби. Застосовується в автомобільній та аерокосмічній галузях.
Болти класу 10.9+ не слід використовувати повторно після розрахункового попереднього затягування. Болти із затягуванням до межі плинності одноразові. Болти класу 8.8 можна використовувати повторно, якщо вони не пошкоджені.
Інструмент: із клацальним механізмом ±5%, цифровий ±2%. Але зміни тертя спричиняють розкид попереднього затягування ±25-30%. Для відповідальних з'єднань: затягування за моментом і кутом або гідравлічне натягування.
ISO 16047 = випробування (вимірювання коефіцієнта K на реальних кріпильних виробах). VDI 2230 = проєктування (розрахунок потрібного болта, попереднього затягування, моменту затягування). Взаємодоповнювальні.
Процедури, описані на цій сторінці, були розроблені та випробувані в польових умовах командою Vibromera за допомогою Balanset-1A — портативного двоканального балансувального пристрою та аналізатора вібрації для балансування роторів на місці експлуатації.
