При избораболтовекоито отговарят на изискванията, овладяването на метода за изчисляване на въртящия момент на затягане на болтовете е особено важно, а стандартът за въртящ момент на затягане на болтовете е важна референция за избор на типове и модели болтове. Тази статия подробно описва основните стандарти и научните методи за изчисление на въртящия момент на затягане на болтовете, предоставяйки справка за разумен избор и стандартизирано използване на болтове.
1. Изчисляване на момента на затягане на болта
Основната формула за изчисление на момента на затягане на болта еT=K×F×d, с определението и обяснението на всеки параметър, както следва:
T: Целевият въртящ момент, необходим за затягане на гайката (единица: N·m);
K: Коефициент на въртящ момент, не е фиксирана стойност от 0,2. Трябва да се определи цялостно въз основа на състоянието на повърхността на болта, състоянието на смазване и вида на резбата-за несмазани обикновениболтове с груба{0}}резба, стойността на K обикновено е между 0,18-0,25; за болтове с обработка с фосфатно смазване стойността K може да бъде намалена до 0,12-0,15. Специфичните стойности трябва да се отнасят за ръководството за продукта на болта или данните от индустриалните тестове;
F: Изисква се предварително натоварване за болта (единица: N), основен параметър за осигуряване на надеждна връзка;
d: Основният диаметър на резбата на болта (единица: m), т.е. максималният външен диаметър на резбата на болта, който трябва да съответства на спецификацията на болта (напр. основният диаметър на болт M16 е 16 mm, който трябва да се преобразува в 0,016 m по време на изчислението).
Трябва да се подчертае, че определянето на предварително натоварване F трябва да се комбинира с характеристиките на материала на болта и изискванията за свързване и не може да се обобщава. За конвенционални връзки на стоманени болтове се препоръчва горната граница на предварителното натоварване да се определи в съответствие със следните принципи, за да се избегне пластична деформация на болта поради прекомерно предварително натоварване:
Болтове от въглеродна стомана (напр. материал Q235, клас 8.8 и по-ниски): F По-малко или равно на (0,6-0,7)×σₛ×A₁
Болтове от легирана стомана (напр. материал 42CrMo, клас 10.9 и по-висок): F По-малко или равно на (0,5-0,6)×σₛ×A₁
Сред тях,σₛе границата на провлачване на материала на болта (единица: Pa), която трябва да се основава на доклада за механичните характеристики на действителния материал на болта, а не на „граница на провлачване“ (въпреки че има сходно значение в инженерството, границата на провлачане се фокусира повече върху стандартната стойност на материала);A₁е опасната площ на напречното-сечение на болта (единица: m²). За обикновените болтове опасното напречно-сечение обикновено е секцията с малък диаметър на резбата, която трябва да се изчисли според размера на профила на резбата, а не номиналната площ на напречното-сечение на болта. Точните стойности могат да бъдат получени чрез позоваване на стандарти за нишки като GB/T 196.
2. Стандарти за момент на затягане на болтовете
Стандартите за момент на затягане на болта се отнасят до предварително определените стойности на момент на затягане, необходими по време на процеса на болтово свързване. Тяхната основна функция е да осигурят херметичността, стабилността и надеждността на системата за механично свързване чрез стандартизиране на предварителното натоварване. Такива стандарти не са произволно определени от един производител, а са формулирани еднакво от национални, индустриални или международни организации, като GB/T 16823.3 на Китай „Методи за изпитване на затягане с резбови елементи -“ и DIN 25201 на Германия. Някои специфични области (напр. автомобилостроене, аерокосмическа индустрия) също имат специални стандарти.
Стандартите за момент на затягане трябва да бъдат формулирани по различен начин въз основа на множество фактори, като основните влияещи фактори включват:
Степен на производителност на болта: Стандартът за въртящ момент на затягане за болтове с висока{0}}якост (напр. степен 10.9, степен 12.9) е много по-висок от този за обикновените болтове (напр. степен 4.8, степен 6.8). Например сред болтовете M12 стандартният въртящ момент на затягане от степен 4.8 е приблизително 35N·m, докато този от степен 12.9 може да надвишава 190N·m;
Предназначение на връзката: Стандартът за въртящ момент за структурни{0}}носещи връзки (напр. съединения на греди на стоманени конструкции-колони) е по-висок от този за обикновени декоративни връзки;
Работна среда: За сценарии с чести вибрации (напр. двигатели, мотори) или уплътнение под високо-налягане (напр. фланци на тръбопроводи) се изисква стандарт за по-висок въртящ момент, съответстващ на по-високо предварително натоварване, а някои може да се наложи да бъдат съчетани с мерки против-разхлабване;
Спецификация и материал на болта: За същия клас, колкото по-голям е диаметърът на болта, толкова по-висок е стандартният въртящ момент; за болтове със същата спецификация, стандартният въртящ момент на материал от легирана стомана е по-висок от този на въглеродна стомана.
При действителното използване на болтове, точността и ефектът от прилагането на стандарта за момент на затягане са от решаващо значение: ако стандартът за момент на затягане е неправилно избран (напр.високо{0}}здрави болтовеспоред стандарта за ниско{0}}качествени болтове), това ще доведе до недостатъчно предварително натоварване и лесно разхлабване на връзката; ако стандартният въртящ момент не бъде постигнат, могат да възникнат проблеми като изтичане и необичаен шум; ако въртящият момент надвишава стандарта, това ще причини счупване на болта при опън или оголване на резбата, което представлява сериозна опасност за безопасността.
3. Обобщение
Изчисляването на въртящия момент на затягане на болтовете и съответствието със стандартите са основни звена при избора на болтове и дизайна на свързване. По време на избора и използването на болтове е необходимо първо да се определи разумно предварително натоварване въз основа на изискванията за свързване, да се потвърди коефициентът на въртящ момент според материала на болта и състоянието на повърхността, да се изчисли целевият въртящ момент с помощта на формулата T=K×F×d и стриктно да се провери рационалността на стойността на въртящия момент по отношение на съответните национални или индустриални стандарти.
Само чрез точно овладяване на тези знания можем научно да изберем болтове и да стандартизираме процеса на затягане, като основно гарантираме производителността и надеждността на системата за механично свързване и гарантираме безопасността на работата на оборудването и работата на персонала. При практически приложения се препоръчва комбиниране на ръководството за продукта на болтовете, специални динамометрични ключове и -тестове на място за допълнително подобряване на точността на контрола на въртящия момент.
