Pri výbereskrutkyktoré spĺňajú požiadavky, je zvládnutie metódy výpočtu uťahovacieho momentu skrutiek obzvlášť dôležité a norma uťahovacieho momentu skrutiek je dôležitým referenčným bodom pri výbere typov a modelov skrutiek. Tento článok podrobne popisuje základné normy a metódy vedeckého výpočtu uťahovacieho momentu skrutiek a poskytuje referenciu pre rozumný výber a štandardizované použitie skrutiek.
1. Výpočet uťahovacieho momentu skrutiek
Základný vzorec na výpočet uťahovacieho momentu skrutiek jeT=K×F×ds definíciou a vysvetlením každého parametra takto:
T: Cieľový krútiaci moment potrebný na utiahnutie matice (jednotka: N·m);
K: Koeficient krútiaceho momentu, nie pevná hodnota 0,2. Mala by byť komplexne určená na základe stavu povrchu skrutky, stavu mazania a typu závitu-pre nemazané bežnéskrutky s hrubým{0}}závitomhodnota K je zvyčajne medzi 0,18-0,25; pre skrutky s fosfátovým mazaním možno hodnotu K znížiť na 0,12-0,15. Špecifické hodnoty by sa mali vzťahovať na príručku k produktu skrutiek alebo údaje z priemyselných testov;
F: Predpätie požadované pre skrutku (jednotka: N), hlavný parameter na zabezpečenie spoľahlivého spojenia;
d: Hlavný priemer skrutkového závitu (jednotka: m), tj maximálny vonkajší priemer skrutkového závitu, ktorý musí zodpovedať špecifikácii skrutky (napr. hlavný priemer skrutky M16 je 16 mm, ktorý by sa mal počas výpočtu prepočítať na 0,016 m).
Je potrebné zdôrazniť, že určenie predpätia F musí byť kombinované s materiálovými charakteristikami skrutiek a požiadavkami na spoje a nemožno ho zovšeobecňovať. Pre konvenčné spoje oceľových skrutiek sa odporúča určiť hornú hranicu predpätia v súlade s nasledujúcimi zásadami, aby sa predišlo plastickej deformácii svorníka v dôsledku nadmerného predpätia:
Skrutky z uhlíkovej ocele (napr. materiál Q235, trieda 8.8 a nižšia): F Menšie alebo rovné (0,6-0,7)×σₛ×A₁
Skrutky z legovanej ocele (napr. materiál 42CrMo, trieda 10.9 a vyššia): F Menšie alebo rovné (0,5-0,6)×σₛ×A₁
Medzi nimiσₛje medza klzu materiálu skrutky (jednotka: Pa), ktorá by mala byť založená na správe o mechanickom výkone skutočného materiálu skrutky, a nie na „medznej hodnote klzu“ (hoci má podobný význam v strojárstve, medza klzu sa viac zameriava na štandardnú hodnotu materiálu);A₁je nebezpečný-prierez závory (jednotka: m²). V prípade obyčajných skrutiek je nebezpečný prierez -zvyčajne prierez malého priemeru závitu, ktorý je potrebné vypočítať podľa veľkosti profilu závitu, nie menovitého prierezu-skrutky. Presné hodnoty je možné získať podľa noriem závitov, ako je GB/T 196.
2. Normy uťahovacieho momentu skrutiek
Normy uťahovacieho momentu skrutiek sa vzťahujú na vopred určené hodnoty uťahovacieho momentu potrebného počas procesu spájania skrutiek. Ich hlavnou funkciou je zabezpečiť tesnosť, stabilitu a spoľahlivosť systému mechanického spojenia štandardizáciou predpätia. Takéto normy nie sú svojvoľne špecifikované jedným výrobcom, ale sú jednotne formulované národnými, priemyselnými alebo medzinárodnými organizáciami, ako je napríklad čínska GB/T 16823.3 „Threaded Fasteners - Testovacie metódy uťahovania“ a nemecká DIN 25201. Niektoré špecifické oblasti (napr. automobilový priemysel, letectvo) majú tiež špeciálne normy.
Normy uťahovacieho momentu musia byť formulované odlišne na základe viacerých faktorov, pričom hlavné ovplyvňujúce faktory zahŕňajú:
Trieda výkonu skrutiek: Norma uťahovacieho momentu pre skrutky s vysokou{0}}pevnosťou (napr. trieda 10.9, trieda 12.9) je oveľa vyššia ako pre bežné skrutky (napr. trieda 4.8, trieda 6.8). Napríklad medzi skrutkami M12 je štandardný uťahovací moment triedy 4.8 približne 35 N·m, zatiaľ čo u skrutiek triedy 12.9 môže presiahnuť 190 N·m;
Účel spojenia: Norma krútiaceho momentu pre štrukturálne nosné spoje-(napr. spoje oceľových nosníkov-stĺpov) je vyššia ako pre bežné ozdobné spoje;
Pracovné prostredie: Pre scenáre s častými vibráciami (napr. motory, motory) alebo vysokotlakovým utesnením (napr. príruby potrubí) sa vyžaduje vyšší štandard krútiaceho momentu zodpovedajúci vyššiemu predpätiu a niektoré môže byť potrebné spárovať s opatreniami proti uvoľneniu-;
Špecifikácia skrutiek a materiál: Pre rovnakú triedu platí, že čím väčší je priemer skrutky, tým vyšší je štandardný krútiaci moment; pre skrutky rovnakej špecifikácie je štandardný krútiaci moment materiálu legovanej ocele vyšší ako krútiaci moment uhlíkovej ocele.
Pri skutočnom použití skrutiek je rozhodujúca presnosť a implementačný účinok normy uťahovacieho momentu: ak je norma uťahovacieho momentu nesprávne zvolená (napr.vysokopevnostné skrutky-podľa štandardu skrutiek nízkej kvality{0} to povedie k nedostatočnému predpätiu a ľahkému uvoľneniu spojenia; ak sa nedosiahne štandardný krútiaci moment, môžu sa vyskytnúť problémy, ako je únik a abnormálny hluk; ak krútiaci moment prekročí normu, spôsobí zlomenie skrutky v ťahu alebo odizolovanie závitu, čo predstavuje vážne bezpečnostné riziko.
3. Zhrnutie
Výpočet uťahovacieho momentu skrutiek a súlad s normami sú základnými článkami pri výbere skrutiek a návrhu spojov. Pri výbere a použití skrutiek je potrebné najskôr určiť primerané predpätie na základe požiadaviek na pripojenie, potvrdiť súčiniteľ krútiaceho momentu podľa materiálu skrutky a stavu povrchu, vypočítať cieľový krútiaci moment pomocou vzorca T=K×F×d a prísne overiť racionálnosť hodnoty krútiaceho momentu s odkazom na príslušné národné alebo priemyselné normy.
Len precíznym zvládnutím týchto poznatkov môžeme vedecky vybrať skrutky a štandardizovať proces uťahovania, čím zásadne zaistíme výkon a spoľahlivosť mechanického spojovacieho systému a zaistíme bezpečnosť prevádzky zariadení a obsluhy. V praktických aplikáciách sa odporúča skombinovať príručku k produktu skrutiek, špeciálne momentové kľúče a-testy na mieste, aby sa ďalej zlepšila presnosť riadenia krútiaceho momentu.
