Bultskrūves griezes momenta kalkulators: Atrodiet ieteiktās stiprinājuma griezes vērtības

Aprēķiniet precīzas bultskrūves griezes vērtības, ievadot diametru, vītņu pakāpi un materiālu. Iegūstiet tūlītējus ieteikumus pareizai stiprinājuma pievilkšanai inženierijas un mehāniskajās lietojumprogrammās.

Bultu griešanas kalkulators

0 Nm

Bultu vizualizācija

Ø 10 mmPitch: 1.5 mm0 Nm

Aprēķinu formula

Ieteicamais griezes moments tiek aprēķināts, izmantojot sekojošo formulu:

T = K × D × F
  • T: Griezes moments (Nm)
  • K: Griezes koeficients (atkarīgs no materiāla un eļļošanas)
  • D: Bultu diametrs (mm)
  • F: Bultu spriedze (N)
📚

Dokumentācija

Skrūves griezes moments: Precīza pievilkšana katrai lietojumprogrammai

Ievads skrūves griezes momentā

Skrūves griezes moments ir būtisks rīks inženieriem, mehāniķiem un DIY entuziastiem, kuriem nepieciešams noteikt pareizo pievilkšanas spēku skrūvētām savienojumiem. Pareiza griezes momenta pielietošana nodrošina, ka stiprinājumi nodrošina optimālu sasprindzinājuma spēku, neradot bojājumus komponentiem vai izraisot priekšlaicīgu bojāšanos. Šajā visaptverošajā ceļvedī ir izskaidrots, kā izmantot mūsu skrūves griezes momenta kalkulatoru, zinātne aiz griezes momenta aprēķiniem un labākās prakses, lai sasniegtu uzticamus skrūvētus savienojumus dažādās lietojumprogrammās.

Griezes moments ir rotācijas spēks, ko mēra Ņūtonmetros (Nm) vai pēdu mārciņās (ft-lb), kas, kad to pielieto stiprinātājam, rada sasprindzinājumu skrūvē. Šis sasprindzinājums ģenerē sasprindzinājuma spēku, kas tur kopā komponentus. Pareiza griezes momenta pielietošana ir kritiska — pārāk maz var novest pie vaļīgām savienojumiem, kas var neizturēt slodzi, savukārt pārmērīgs griezes moments var izstiept vai salauzt stiprinātāju.

Kā darbojas skrūves griezes momenta kalkulators

Mūsu skrūves griezes momenta kalkulators izmanto pierādītas inženierijas formulas, lai noteiktu ieteicamo griezes momenta vērtību, pamatojoties uz trim galvenajiem ievadiem:

  1. Skrūves diametrs: Skrūves nominālais diametrs milimetros
  2. Vītne: Attālums starp blakus esošajām vītnēm milimetros
  3. Materiāls: Skrūves materiāls un eļļošanas stāvoklis

Griezes momenta aprēķina formula

Pamatformula, ko izmanto mūsu kalkulatorā, ir:

T=K×D×FT = K \times D \times F

Kur:

  • TT ir griezes moments Ņūtonmetros (Nm)
  • KK ir griezes koeficients (atkarīgs no materiāla un eļļošanas)
  • DD ir skrūves diametrs milimetros (mm)
  • FF ir skrūves sasprindzinājums Ņūtonos (N)

Griezes koeficients (KK) atšķiras atkarībā no skrūves materiāla un vai tiek izmantota eļļošana. Tipiskās vērtības svārstās no 0.15 eļļotām tērauda skrūvēm līdz 0.22 sausām nerūsējošā tērauda stiprinājumiem.

Skrūves sasprindzinājums (FF) tiek aprēķināts, pamatojoties uz skrūves šķērsgriezuma laukumu un materiāla īpašībām, kas attēlo asiālo spēku, kas rodas, kad skrūve tiek pievilkta.

Skrūves griezes momenta vizuālais attēlojums

Skrūves griezes momenta diagramma Ilustrācija par to, kā griezes moments tiek pielietots skrūvei, lai radītu sasprindzinājumu skrūvētajā savienojumā Griezes moments (T) Sasprindzinājums (F)

T = K × D × F Kur: T = Griezes moments (Nm)

Vītnes solis

Vītnes solis būtiski ietekmē griezes momenta prasības. Parasti vītņu soļi atšķiras atkarībā no skrūves diametra:

  • Mazas skrūves (3-5mm): 0.5mm līdz 0.8mm solis
  • Vidējas skrūves (6-12mm): 1.0mm līdz 1.75mm solis
  • Lielas skrūves (14-36mm): 1.5mm līdz 4.0mm solis

Sīkāki vītņu soļi (mazākas vērtības) parasti prasa mazāku griezes momentu nekā rupjas vītnes, lai iegūtu tādu pašu skrūves diametru.

Soli pa solim ceļvedis skrūves griezes momenta kalkulatora izmantošanai

Izpildiet šos vienkāršos soļus, lai noteiktu pareizo griezes momentu jūsu skrūvētajam savienojumam:

  1. Ievadiet skrūves diametru: Ievadiet skrūves nominālo diametru milimetros (derīgais diapazons: 3mm līdz 36mm)
  2. Izvēlieties vītnes soli: Izvēlieties atbilstošo vītnes soli no nolaižamā saraksta
  3. Izvēlieties materiālu: Izvēlieties skrūves materiālu un eļļošanas stāvokli
  4. Skatiet rezultātus: Kalkulators nekavējoties parādīs ieteikto griezes momenta vērtību Nm
  5. Kopējiet rezultātus: Izmantojiet "Kopēt" pogu, lai saglabātu aprēķināto vērtību starpliktuvē

Kalkulators automātiski atjaunojas, kad maināt ievades datus, ļaujot ātri salīdzināt dažādas situācijas.

Rezultātu interpretācija

Aprēķinātā griezes momenta vērtība attēlo ieteicamo pievilkšanas spēku jūsu konkrētajai skrūves konfigurācijai. Šī vērtība pieņem:

  • Istabas temperatūras apstākļus (20-25°C)
  • Standarta vītņu apstākļus (nav bojātas vai korodējušas)
  • Pareizu skrūves pakāpi/klasi izvēlētajam materiālam
  • Tīras vītnes ar norādīto eļļošanas stāvokli

Kritiskām lietojumprogrammām apsveriet iespēju pielietot griezes momentu pa posmiem (piemēram, 30%, 60%, tad 100% no ieteiktās vērtības) un izmantot griezes leņķa metodes, lai precīzāk kontrolētu sasprindzinājuma spēku.

Lietošanas piemēri

Skrūves griezes momenta aprēķināšana dažādās programmēšanas valodās

1def calculate_bolt_torque(diameter, torque_coefficient, tension):
2    """
3    Aprēķināt skrūves griezes momentu, izmantojot formulu T = K × D × F
4    
5    Args:
6        diameter: Skrūves diametrs mm
7        torque_coefficient: K vērtība atkarībā no materiāla un eļļošanas
8        tension: Skrūves sasprindzinājums Ņūtonos
9        
10    Returns:
11        Griezes momenta vērtība Nm
12    """
13    torque = torque_coefficient * diameter * tension
14    return round(torque, 2)
15    
16# Piemēra izmantošana
17bolt_diameter = 10  # mm
18k_value = 0.15      # Eļļots tērauds
19bolt_tension = 25000  # N
20
21torque = calculate_bolt_torque(bolt_diameter, k_value, bolt_tension)
22print(f"Ieteicamais griezes moments: {torque} Nm")
23

Faktori, kas ietekmē skrūves griezes momentu

Vairāki faktori var ietekmēt nepieciešamo griezes momentu, pārsniedzot pamata ievades datus:

Materiāla īpašības

Atšķirīgi materiāli ir ar dažādām stiprības īpašībām un berzes koeficientiem:

MateriālsTipiska griezes koeficients (sauss)Tipiska griezes koeficients (eļļots)
Tērauds0.200.15
Nerūsējošais tērauds0.220.17
Misiņš0.180.14
Alumīnijs0.180.13
Titāns0.210.16

Eļļošanas ietekme

Eļļošana ievērojami samazina nepieciešamo griezes momentu, samazinot berzi starp vītņotajām daļām. Parasti izmantotās eļļas ietver:

  • Mašīneļļa
  • Pretizsēšanās savienojumi
  • Molibdēna disulfīds
  • PTFE bāzes eļļas
  • Vaska bāzes eļļas

Kad tiek izmantotas eļļotas skrūves, griezes momenta vērtības var būt par 20-30% zemākas nekā sausām skrūvēm.

Temperatūras apsvērumi

Ekstremālas temperatūras var ietekmēt griezes momenta prasības:

  • Augstas temperatūras: Var prasīt samazinātu griezes momentu, jo materiāls var mīkstināties
  • Zemas temperatūras: Var prasīt palielinātu griezes momentu, jo materiāls var sarukt un palielināt stingrību
  • Termiskā cikliskums: Var prasīt īpašu apsvērumu attiecībā uz paplašināšanos un saraušanos

Lai lietojumprogrammām ārpus standarta temperatūras diapazona (20-25°C), konsultējieties ar specializētiem inženierijas resursiem par temperatūras koriģējošiem faktoriem.

Lietojumi un izmantošanas gadījumi

Skrūves griezes momenta kalkulators ir vērtīgs daudzās nozarēs un lietojumos:

Automobiļu lietojumi

  • Dzinēja montāža (cilindra galvas skrūves, galvenie gultņu vāki)
  • Piekares komponenti (starpnieku stiprinājumi, vadības rokas)
  • Riteņu skrūves un stiprinājumi
  • Bremžu kaliperu montāža
  • Piedziņas komponenti

Būvniecība un strukturālā inženierija

  • Tērauda sijām savienojumi
  • Pamatu enkura skrūves
  • Tilta komponenti
  • Skatuves montāža
  • Smago iekārtu montāža

Ražošana un mašīnbūve

  • Industriālo iekārtu montāža
  • Pārvadātāju sistēmas
  • Sūkņu un vārstu montāžas
  • Spiediena tvertņu aizvēršana
  • Robota sistēmu komponenti

DIY un mājas projekti

  • Mēbeļu montāža
  • Velosipēdu apkope
  • Mājas ierīču remonts
  • Terases un žogu būvniecība
  • Sporta aprīkojuma montāža

Bieži sastopamās skrūves griezes momenta vērtības

Ātrai atsaucei šeit ir tipiskas griezes momenta vērtības parastām skrūvēm ar standarta tērauda skrūvēm (eļļotām):

Skrūves diametrs (mm)Vītnes solis (mm)Griezes moments (Nm) - Tērauds (eļļots)
61.08-10
81.2519-22
101.538-42
121.7565-70
142.0105-115
162.0160-170
182.5220-240
202.5310-330
222.5425-450
243.0540-580

Piezīme: Šīs vērtības ir aptuvenas un var atšķirties atkarībā no konkrētās skrūves pakāpes un lietojuma prasībām.

Skrūves griezes momenta aprēķināšanas vēsture

Skrūves griezes momenta aprēķināšanas zinātne ir ievērojami attīstījusies pēdējo gadsimtu laikā:

Agrīnie attīstības posmi (1900-1940)

  1. gadsimta sākumā skrūvētie savienojumi galvenokārt balstījās uz pieredzi un noteikumiem. Inženieri bieži izmantoja vienkāršas vadlīnijas, piemēram, "pievilkt līdz stingri, pēc tam pagriezt par ceturtdaļu". Šī pieeja nebija precīza un noveda pie nekonsekventiem rezultātiem.

Pirmās sistemātiskās skrūves sasprindzinājuma pētījumi sākās 1930. gados, kad pētnieki sāka izpētīt attiecību starp pielietoto griezes momentu un rezultējošo sasprindzinājumu. Šajā periodā inženieri atzina, ka tādi faktori kā berze, materiāla īpašības un vītņu ģeometrija būtiski ietekmē griezes momenta un sasprindzinājuma attiecību.

Pēckara uzlabojumi (1950-1970)

Gaisa un kodolenerģijas nozares veicināja ievērojamus uzlabojumus skrūves griezes momenta izpratnē 20. gadsimta vidū. 1959. gadā Motosh veica nozīmīgu pētījumu, kas izveidoja attiecību starp griezes momentu un sasprindzinājumu, ieviešot griezes koeficientu (K), kas ņem vērā berzi un ģeometriskos faktorus.

  1. gados tika izstrādāta pirmā griezes momenta un sasprindzinājuma testēšanas iekārta, kas ļāva inženieriem empīriski izmērīt attiecību starp pielietoto griezes momentu un rezultējošo skrūves sasprindzinājumu. Šajā periodā tika ieviesti arī pirmie visaptverošie skrūves griezes momenta tabulas un standarti, ko izstrādāja organizācijas, piemēram, SAE (Automobiļu inženieru biedrība) un ISO (Starptautiskā standartu organizācija).

Mūsdienu precizitāte (1980-šodien)

  1. gados precīzu griezes momenta uzgriežņu atslēgu un elektronisko griezes mērīšanas rīku izstrāde revolucionizēja skrūvju pievilkšanu. Datoru modelēšana un galīgo elementu analīze ļāva inženieriem labāk izprast spriedzes sadalījumu skrūvētajos savienojumos.

  2. gados parādījās ultraskaņas skrūves sasprindzinājuma mērīšanas tehnoloģijas, kas nodrošināja nedestruktīvas metodes, lai tieši pārbaudītu skrūves sasprindzinājumu, nevis izdarītu secinājumus no griezes momenta. Šī tehnoloģija ļāva precīzāk kontrolēt skrūves iepriekšējo spriegumu kritiskās lietojumprogrammās.

Mūsdienu griezes momenta aprēķināšanas metodes ietver sarežģītu izpratni par materiāla īpašībām, berzes koeficientiem un savienojumu dinamikas faktoriem. Griezes momenta līdz plīsumam skrūves un leņķa kontroles pievilkšanas metodes ir vēl vairāk uzlabojušas kritisko skrūvētā savienojuma uzticamību automobiļu, gaisa un strukturālās lietojumprogrammās.

Mūsdienu pētījumi turpina precizēt mūsu izpratni par faktoriem, kas ietekmē griezes momenta un sasprindzinājuma attiecību, tostarp eļļošanas novecošanu, temperatūras ietekmi un relaksācijas parādības skrūvētajos savienojumos laika gaitā.

Labākās prakses skrūvju pievilkšanai

Lai sasniegtu optimālus rezultātus, pielietojot griezes momentu skrūvēm:

  1. Tīriet vītnes: Pārliecinieties, ka skrūves un uzgriežņu vītnes ir tīras un brīvas no atkritumiem, rūsas vai bojājumiem
  2. Pielietojiet pareizu eļļošanu: Izmantojiet atbilstošu eļļu savai lietojumprogrammai
  3. Izmantojiet kalibrētus rīkus: Pārliecinieties, ka jūsu griezes momenta uzgriežņu atslēga ir pareizi kalibrēta
  4. Pievilkt secībā: Daudzām skrūvju shēmām ievērojiet ieteicamo pievilkšanas secību
  5. Pievilkt posmos: Pielietojiet griezes momentu pakāpeniski (piemēram, 30%, 60%, 100%)
  6. Pārbaudiet pēc iestatīšanas: Pārbaudiet griezes momenta vērtības pēc sākotnējās iestatīšanas, īpaši kritiskām lietojumprogrammām
  7. Apsveriet griezes leņķi: Augstas precizitātes lietojumiem izmantojiet griezes leņķa metodes pēc tam, kad esat sasniedzis stingru griezes momentu

Iespējamās problēmas un problēmu novēršana

Nepietiekami pievilktas skrūves

Nepietiekama griezes momenta simptomi ietver:

  • Vaļīgas savienojumi
  • Vibrācijas izraisīta atbrīvošanās
  • Noplūdes noslēgtajos savienojumos
  • Savienojuma slīdēšana slodzes laikā
  • Noguruma bojājumi mainīgas slodzes dēļ

Pārmērīgi pievilktas skrūves

Pārmērīga griezes momenta simptomi ietver:

  • Vītņu izsistšana
  • Skrūves izstiepšana vai laušana
  • Piespiestu materiālu deformācija
  • Vītņu berzes vai saskares bojājumi
  • Samazināta noguruma izturība

Kad jāpievilk vēlreiz

Apsveriet iespēju vēlreiz pievilkt skrūves šādās situācijās:

  • Pēc sākotnējā nosēšanās perioda jaunās montāžas
  • Pēc termiskās ciklošanas
  • Pēc pakļaušanas būtiskai vibrācijai
  • Kad tiek konstatēta noplūde
  • Regulāro apkopes intervālu laikā

Biežāk uzdotie jautājumi

Kas ir skrūves griezes moments un kāpēc tas ir svarīgi?

Skrūves griezes moments ir rotācijas spēks, kas tiek pielietots stiprinātājam, lai radītu sasprindzinājumu un sasprindzinājuma spēku. Pareizais griezes moments ir būtisks, jo tas nodrošina, ka savienojums ir drošs, neradot bojājumus stiprinātājam vai pievienotajiem komponentiem. Nepareizs griezes moments var novest pie savienojuma bojājuma, noplūdes vai strukturāla bojājuma.

Cik precīzs ir skrūves griezes momenta kalkulators?

Mūsu skrūves griezes momenta kalkulators sniedz ieteikumus, pamatojoties uz nozares standarta formulām un materiāla īpašībām. Lai gan tas ir ļoti uzticams lielākajai daļai lietojumu, kritiskām montāžām var būt nepieciešama papildu inženierijas analīze, kas ņem vērā specifiskos slodzes apstākļus, temperatūras galējības vai drošības faktorus.

Vai vienmēr jāizmanto eļļotas skrūves?

Ne vienmēr. Lai gan eļļošana samazina nepieciešamo griezes momentu un var novērst saskares bojājumus, dažas lietojumprogrammas specifiski prasa sausas montāžas. Vienmēr ievērojiet ražotāja ieteikumus attiecībā uz jūsu konkrēto lietojumu. Kad tiek izmantota eļļošana, pārliecinieties, ka tā ir saderīga ar jūsu darbības vidi un materiāliem.

Kāda ir atšķirība starp griezes momentu un sasprindzinājumu skrūvēm?

Griezes moments ir rotācijas spēks, ko pielieto stiprinātājam, bet sasprindzinājums ir asiālais stiepšanās spēks, kas rodas skrūvē, kā rezultātā. Griezes moments ir tas, ko jūs pielietojat (ar uzgriežņu atslēgu), kamēr sasprindzinājums ir tas, kas rada faktisko sasprindzinājuma spēku. Attiecība starp griezes momentu un sasprindzinājumu ir atkarīga no tādiem faktoriem kā berze, materiāls un vītņu ģeometrija.

Kā es varu pārvērst starp griezes momenta vienībām (Nm, ft-lb, in-lb)?

Izmantojiet šos pārvēršanas faktorus:

  • 1 Nm = 0.738 ft-lb
  • 1 ft-lb = 1.356 Nm
  • 1 ft-lb = 12 in-lb
  • 1 in-lb = 0.113 Nm

Vai varu atkārtoti izmantot skrūves, kas jau ir pievilktas?

Parasti nav ieteicams atkārtoti izmantot skrūves, kas ir kritiskas griezes momenta, īpaši augstas slodzes lietojumos. Skrūves piedzīvo plastisko deformāciju, kad tās tiek pievilktas līdz plīsuma punktam, kas var ietekmēt to veiktspēju, kad tās tiek atkārtoti izmantotas. Ne kritiskām lietojumprogrammām rūpīgi pārbaudiet skrūves pirms atkārtotas lietošanas.

Kas notiek, ja mans skrūves diametrs vai vītnes solis nav iekļauts kalkulatorā?

Mūsu kalkulators aptver standarta metāla skrūvju izmērus no 3mm līdz 36mm ar parastiem vītnes soļiem. Ja jūsu konkrētā kombinācija nav pieejama, izvēlieties tuvāko standarta izmēru vai konsultējieties ar ražotāja specifikācijām. Specializētiem stiprinājumiem atsaucieties uz nozares specifiskām griezes momenta tabulām vai inženierijas resursiem.

Kā temperatūra ietekmē skrūves griezes momentu?

Temperatūra būtiski ietekmē griezes momenta prasības. Augstas temperatūras vidē materiāli var paplašināties un tiem var būt samazināta izturība, kas var prasīt zemākas griezes momenta vērtības. Savukārt aukstās vidēs var būt nepieciešams augstāks griezes moments, jo materiāls var sarukt un palielināt stingrību. Ekstremālām temperatūrām piemērojiet atbilstošus koriģējošus faktorus.

Kāda ir atšķirība starp smalkām un rupjām vītnēm attiecībā uz griezes momentu?

Sīkākas vītnes parasti prasa mazāku griezes momentu nekā rupjās vītnes ar tādu pašu diametru, jo tām ir lielāka mehāniskā priekšrocība un zemāks vītņu leņķis. Tomēr smalkas vītnes ir vairāk pakļautas saskares bojājumiem un šķērsgriezumiem. Mūsu kalkulators automātiski piedāvā atbilstošus vītnes soļus, pamatojoties uz skrūves diametru.

Cik bieži man jākalibrē mana griezes momenta uzgriežņu atslēga?

Griezes momenta uzgriežņu atslēgas jākalibrē reizi gadā normālā lietošanā vai biežāk, ja tās tiek intensīvi izmantotas vai pēc jebkādas ietekmes vai krišanas. Vienmēr uzglabājiet griezes momenta uzgriežņu atslēgas viszemākajā iestatījumā (bet ne nullē) lai saglabātu atsperes spriegumu un precizitāti. Kalibrāciju jāveic sertificētām iestādēm, lai nodrošinātu precizitāti.

Atsauces

  1. Bickford, J. H. (1995). An Introduction to the Design and Behavior of Bolted Joints. CRC Press.

  2. Starptautiskā standartu organizācija. (2009). ISO 898-1:2009 Mehāniskās īpašības stiprinājumiem, kas izgatavoti no oglekļa tērauda un sakausējuma tērauda — 1. daļa: Skrūves, skrūves un stieņi ar noteiktām īpašību klasēm — Rupjās un smalkās vītnes.

  3. Amerikas mehāniskā inženieru biedrība. (2013). ASME B18.2.1-2012 Kvadrātveida, sešstūra, smaga sešstūra un askew galvas skrūves un sešstūra, smaga sešstūra, sešstūra flanša, lobēta galva un naglu skrūves (pēdu sērija).

  4. Vācijas standartu institūts. (2014). DIN 267-4:2014-11 Stiprinājumi - Tehniskās piegādes prasības - 4. daļa: Griezes moments/saspiediena spēka testēšana.

  5. Motosh, N. (1976). "Development of Design Charts for Bolts Preloaded up to the Plastic Range." Journal of Engineering for Industry, 98(3), 849-851.

  6. Mašīnu rokasgrāmata. (2020). 31. izdevums. Industrial Press.

  7. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). Mašīnu rokasgrāmata. 30. izdevums. Industrial Press.

  8. Automobiļu inženieru biedrība. (2014). SAE J1701:2014 Griezes momenta-sasprindzinājuma atsauces ceļvedis metāla vītņotajiem stiprinājumiem.

Secinājums

Skrūves griezes momenta kalkulators sniedz uzticamu veidu, kā noteikt atbilstošus pievilkšanas spēkus skrūvētajiem savienojumiem dažādās lietojumprogrammās. Izprotot griezes momenta, sasprindzinājuma principus un faktorus, kas tos ietekmē, jūs varat nodrošināt drošākas, uzticamākas montāžas, kas darbojas kā paredzēts visā to kalpošanas laikā.

Kritiskām lietojumprogrammām vai specializētām stiprinājumu sistēmām vienmēr konsultējieties ar kvalificētu inženieri vai atsaucieties uz ražotāja specifikācijām. Atcerieties, ka pareizs griezes moments ir tikai viens aspekts labi izstrādātā skrūvētajā savienojumā — tādi faktori kā skrūves pakāpe, materiālu saderība un slodzes apstākļi arī jāņem vērā optimālai veiktspējai.

Izmantojiet mūsu kalkulatoru kā sākumpunktu saviem projektiem un pielietojiet šajā ceļvedī izklāstītās labākās prakses, lai sasniegtu konsekventus, uzticamus rezultātus savos skrūvētajos savienojumos.