момент затяжки в чем измеряется резьбовых соединений
Таблица усилий затяжки при монтаже метрического крепежа
Определение момента затяжки
Рассмотрим порядок определения момента затяжки с помощью динамометрического ключа.
Динамометрический ключ можно разделить на несколько видов.
Стрелочный ключ
Самый простой в использовании вид ключа. Принцип его работы основан на отклонении рычага со шкалой относительно неподвижного указателя. Ручка торсион используется для передачи усилия на крепежное изделие. Стрелка указатель с одной стороны прикреплена к головке ключа, а с другой стороны свободна и служит указателем, который показывает значение крутящего момента в определённый момент времени.
Из плюсов можно выделить:
Из недостатков можно выделить:
Предельный ключ (белковый)
Конструкция данного динамометрического ключа показана на картинке. В данном ключе есть специальный механизм, который даёт установить на нём необходимый крутящий момент и передать его на закручиваемый элемент. Также у данного ключа есть храповый механизм, как у обычной ;трещотки. Необходимый момент затяжки можно выставить при помощи шкал, расположенных на корпусе изделия. Как только при закручивании необходимый момент затяжки будет достигнут, прозвучит щелчок и сработает фиксатор, который не позволит превысить выставленную силу момента. Предельный ключ очень удобен в работе, так как при его использовании необходимо просто закручивать соединение до щелчка. Данные ключи имеют большой диапазон крутящего момента (от 5 до 3000 Нм). Размеры присоединительных приводов от 1/4 дюйма до 1 дюйма.
Из плюсов можно выделить:
Из недостатков можно выделить:
Цифровой
По сравнению с предыдущими моделями ключей, данный динамометрический ключ имеет множество возможностей. Специальный датчик ключа генерирует сигнал, который преобразуется в необходимую величину крутящего момента и выводится на экран электронного ключа. У данного ключа минимальная погрешность измерений, благодаря электронным компонентам. На дисплее выставляется необходимый момент закручивания, при достижении которого данный ключ издает звуковой сигнал. Во время работы на экране выводится значение крутящего момента в реальном времени.
Из плюсов можно выделить:
Из недостатков можно выделить:
Данный инструмент должен быть подобран таким образом, чтобы момент затяжки крепежного элемента был на 20−30% меньше, чем максимальный момент на используемом ключе. При попытке превысить предел, ключ быстро выйдет из строя. Усилие на затяжку и тип стали указывается на каждом болте.
Как правильно пользоваться динамометрическим ключом?
Как уже было сказано, динамометрические ключи используются для затяжки резьбовых соединений с определенным усилием. В основном все они предназначены для затягивания по часовой стрелке, хотя встречаются и модели, предназначенные для затягивания против часовой стрелки. Также имеются ключи, у которых можно переключать присоединительный квадрат на разные стороны для того, чтобы ими можно было пользоваться в обе стороны.
Важно помнить о том, что динамометрический ключ не рекомендуется использовать в качестве обычного воротка, поскольку это серьезно увеличит износ предмета. Кроме того, достаточно важно откручивать ручку в нулевое положение после работы. Ведь если оставить её в сжатом положении – это приведет к ухудшению точности выставления усилия затяжки.
Использование щелчковых динамометрических ключей
Как уже было сказано, предельные динамометрические ключи обладают лучшим сочетанием стоимости и точности устанавливаемого усилия. Именно поэтому, они пользуются наибольшей популярностью.
Естественно для того, чтобы использовать этот инструмент по назначению, необходимо уметь правильно выставлять оптимальное усилие. Для этого нужно выполнить следующие действия:
После того, как вы совершите все эти действия, динамометрический ключ будет готов к работе. При достижении выставленной нагрузки будет раздаваться характерный щелчок.
Использование электронных динамометрических ключей
Как уже было сказано, главным преимуществом электронных ключей является возможность максимально точно настроить усилие, с точностью до десятой, а порой и сотой доли Ньютона. Это можно сделать, как и при помощи кнопок на контрольной панели с жидкокристаллическим дисплеем, так и подключив инструмент к компьютеру при помощи специального кабеля. Достаточно полезной функцией является возможность сохранять настройки в пресеты, и просто переключать их. Это позволяет серьезно сэкономить время настройки.
Кроме того, у электронных ключей существуют функции сохранения и распечатки данных затяжки, а также другой информации необходимой для работы.
Использование стрелочных динамометрических ключей
Поскольку стрелочные ключи не имеют ограничителя усилия, то при их использовании необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Ведь если приложенные вами силы будет слишком велики, то можно не только сорвать резьбу, но и повредить инструмент.
Во время затягивания при помощи стрелочного ключа, стрелка остается неподвижной, но при этом смещается сама шкала, демонстрируя приложенное усилие.
Таблица усилий затяжки метрических болтов
| Размер | Класс прочности N.m* | ||||||||
| 3.6 | 4.6 | 5.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 | |
| М1,6 | 0,05 | 0,07 | 0,09 | 0,11 | 0,14 | 0,18 | 0,21 | 0,26 | 0,31 |
| М2 | 0,11 | 0,14 | 0,18 | 0,24 | 0,28 | 0,38 | 0,42 | 0,53 | 0,63 |
| М2,5 | 0,22 | 0,29 | 0,36 | 0,48 | 0,58 | 0,78 | 0,87 | 1,09 | 1,31 |
| М3 | 0,38 | 0,51 | 0,63 | 0,84 | 1,01 | 1,35 | 1,52 | 1,90 | 2,27 |
| М4 | 0,71 | 0,95 | 1,19 | 1,59 | 1,91 | 2,54 | 2,86 | 3,57 | 4,29 |
| М5 | 1,71 | 2,28 | 2,85 | 3,80 | 4,56 | 6,09 | 6,85 | 8,56 | 10,3 |
| М6 | 2,94 | 3,92 | 4,91 | 6,54 | 7,85 | 10,5 | 11,8 | 14,7 | 17,7 |
| М8 | 7,11 | 9,48 | 11,9 | 15,8 | 19,0 | 25,3 | 28,4 | 35,5 | 42,7 |
| М10 | 14,3 | 19,1 | 23,8 | 31,8 | 38,1 | 50,8 | 57,2 | 71,5 | 85,8 |
| М12 | 24,4 | 32,6 | 40,7 | 54,3 | 65,1 | 86,9 | 97,7 | 122 | 147 |
| М14 | 39 | 52 | 65 | 86,6 | 104 | 139 | 156 | 195 | 234 |
| М16 | 59,9 | 79,9 | 99,8 | 133 | 160 | 213 | 240 | 299 | 359 |
| М18 | 82,5 | 110 | 138 | 183 | 220 | 293 | 330 | 413 | 495 |
| М20 | 117 | 156 | 195 | 260 | 312 | 416 | 468 | 585 | 702 |
| М22 | 158 | 211 | 264 | 352 | 422 | 563 | 634 | 792 | 950 |
| М24 | 202 | 270 | 337 | 449 | 539 | 719 | 809 | 1011 | 1213 |
| М27 | 298 | 398 | 497 | 663 | 795 | 1060 | 1193 | 1491 | 1789 |
| М30 | 405 | 540 | 675 | 900 | 1080 | 1440 | 1620 | 2025 | 2430 |
| М33 | 550 | 734 | 917 | 1223 | 1467 | 1956 | 2201 | 2751 | 3301 |
| М36 | 708 | 944 | 1180 | 1573 | 1888 | 2517 | 2832 | 3540 | 4248 |
| М39 | 919 | 1226 | 1532 | 2043 | 2452 | 3269 | 3678 | 4597 | 5517 |
| М42 | 1139 | 1518 | 1898 | 2530 | 3036 | 4049 | 4555 | 5693 | 6832 |
| М45 | 1425 | 1900 | 2375 | 3167 | 3800 | 5067 | 5701 | 7126 | 8551 |
| М48 | 1716 | 2288 | 2860 | 3313 | 4576 | 6101 | 6864 | 8580 | 10296 |
| М52 | 2210 | 2947 | 3684 | 4912 | 5895 | 7859 | 8842 | 11052 | 13263 |
| М56 | 2737 | 3650 | 4562 | 6083 | 7300 | 9733 | 10950 | 13687 | 16425 |
| М60 | 3404 | 4538 | 5673 | 7564 | 9076 | 12102 | 13614 | 17018 | 20422 |
| М64 | 4100 | 5466 | 6833 | 9110 | 10932 | 14576 | 16398 | 20498 | 24597 |
| М68 | 4963 | 6617 | 8271 | 11029 | 13234 | 17646 | 19851 | 24814 | 29777 |
*где N.m — крутящий момент. Равен произведению силы на плечо ее применения и измеряется в ньютон-метрах. Таким образом, если к гаечному ключу длиной 1 метр (плечо), приложить силу в 1 Ньютон (перпендикулярно на конце ключа), то мы получим крутящий момент равный 1 Нм.
Таблица моментов затяжки резьбовых соединений
Выбирая динамометрический ключ, нужный момент затяжки должен быть на 25-30% меньше
чем максимальный для вашего ключа. В противном случае, работая под максимальной нашрузкой, ключ быстро потеряет точность и выйдет из строя.
Таблица затяжки резьбовых соединений
| Болт/Гайка | Резьба | Класс прочности | ||
| 8.8 | 10.9 | 12.9 | ||
| 22 | M 14 | 138 Нм | 194 Нм | 235 Нм |
| 24 | M 16 | 211 Нм | 299 Нм | 358 Нм |
| 27 | M 18 | 289 Нм | 412 Нм | 490 Нм |
| 30 | M 20 | 412 Нм | 579 Нм | 696 Нм |
| 32 | M 22 | 559 Нм | 785 Нм | 941 Нм |
| 36 | M 24 | 711 Нм | 1000 Нм | 1196 Нм |
| 41 | M 27 | 1049 Нм | 1481 Нм | 1775 Нм |
| 46 | M 30 | 1422 Нм | 2010 Нм | 2403 Нм |
| 50 | M 33 | 1932 Нм | 2716 Нм | 3266 Нм |
| 55 | M 36 | 2481 Нм | 3491 Нм | 4197 Нм |
| 60 | M 39 | 3226 Нм | 4531 Нм | 5443 Нм |
| 65 | M 42 | 3991 Нм | 5609 Нм | 6727 Нм |
| 70 | M 45 | 4992 Нм | 7012 Нм | 8414 Нм |
| 75 | M 48 | 6021 Нм | 8473 Нм | 10150 Нм |
| 80 | M 52 | 7747 Нм | 10885 Нм | 13092 Нм |
| 85 | M 56 | 9650 Нм | 13582 Нм | 16279 Нм |
| 90 | M 60 | 11964 Нм | 16867 Нм | 20202 Нм |
| 95 | M 64 | 14416 Нм | 20300 Нм | 24320 Нм |
| 100 | M 68 | 17615 Нм | 24771 Нм | 29725 Нм |
| 105 | M 72 | 21081 Нм | 29645 Нм | 35575 Нм |
| 110 | M 76 | 24973 Нм | 35118 Нм | 42141 Нм |
| 115 | M 80 | 29314 Нм | 41222 Нм | 49467 Нм |
| 130 | M 90 | 42525 Нм | 59801 Нм | 71761 Нм |
| 145 | M 100 | 59200 Нм | 83250 Нм | 99900 Нм |
Маркировка класс прочности указана на головках болтов.
Для изделий из углеродистой стали класса прочности — 2 на головке болта указаны цифры через точку. Пример: 3.6, 4.6, 8.8, 10.9, и др. Первая цифра обозначает 1/100 номинальной величины предела прочности на разрыв, измеренную в МПа. Например, если на головке болта стоит маркировка 10.9 первое число 10 обозначает 10 х 100 = 1000 МПа. Вторая цифра — отношение предела текучести к пределу прочности, умноженному на 10. В указанном выше примере 9 — предел текучести / 10 х 10. Отсюда Предел текучести = 9 х 10 х 10 = 900 МПа.
Предел текучести это максимальная рабочая нагрузка болта!
Для изделий из нержавеющей стали наносится маркировка стали — А2 или А4 — и предел прочности — 50, 60, 70, 80, например: А2-50, А4-80.
Число в этой маркировке означает — 1/10 соответствия пределу прочности углеродистой стали.
Перевод единиц измерения: 1 Па = 1Н/м2; 1 МПа = 1 Н/мм2 = 10 кгс/см2. Предельные моменты затяжки для болтов (гаек).
Таблица сооветствий диаметров болтов/шпилек
| Английская система измерений (дюймы ) | Метрическая система измерений (мм ) | ||
| Болт (гайка) | Резьба | Болт | Шпилька |
| 1.1/4“ | 3/4“ | 32 | M 22 |
| 1.5/16“ | 7/8“ | ||
| 1.3/8“ | 13/16“ | ||
| 1.7/16“ | 7/8“ | 36 | M 24 |
| 1.1/2“ | 1“ | ||
| 1.5/8“ | 1“ | 41 | M 27 |
| 1.11/16“ | 1.1/8“ | ||
| 1.3/4“ | |||
| 1.13/16“ | 1.1/8“ | 46 | M 30 |
| 1.7/8“ | 1.1/4“ | ||
| 2“ | 1.1/4“ | 50 | M 33 |
| 2.1/16“ | 1.3/8“ | ||
| 2.3/16“ | 1.3/8“ | 55 | M 36 |
| 2.1/4“ | 1.1/2“ | ||
| 2.3/8“ | 1.1/2“ | 60 | M 39 |
| 2.7/16“ | 1.5/8“ | ||
| 2.9/16“ | 1.5/8“ | 65 | M 42 |
| 2.5/8“ | 1.3/4“ | ||
| 2.3/4“ | 1.3/4“ | 70 | M 45 |
| 2.13/16“ | 1.7/8“ | 75 | M 48 |
| 3“ | 2“ | ||
| 3.1/8“ | 2“ | 80 | M 52 |
| 3.3/8“ | 2.1/4“ | 85 | M 56 |
| 3.1/2“ | 2.1/4“ | 90 | M 60 |
| 3.3/4“ | 2.1/2“ | 95 | M 64 |
| 3.7/8“ | 2.1/2“ | ||
| 100 | M 68 | ||
| 4.1/8“ | 2.3/4“ | 105 | M 72 |
| 4.1/4“ | 2.3/4“ | 110 | M 76 |
| 4.1/2“ | 3“ | 115 | M 80 |
| 4.5/8“ | 3“ | ||
| 4.7/8“ | 3.1/4“ | ||
| 5“ | 3.1/4“ | ||
| 5.1/4“ | 3.1/2“ | 130 | M 90 |
| 5.3/8“ | 3.1/2“ | ||
| 5.5/8“ | 3.3/4“ | ||
| 5.3/4“ | 3.3/4“ | 145 | M 100 |
| 6“ | 4“ | 150 | M 105 |
| 6.1/8“ | 4“ | 155 | M 110 |
| 165 | M 115 | ||
Требуемое осевое усилие болта
Соотношение между приложенным крутящим моментом и осевой силой или нагрузкой в болте может быть рассчитано по формуле T = K х F х d, где:
Следует иметь в виду, что табличные показатели обычно являются грубым расчетом. Кроме того, точность динамометрического ключа обычно не превышает +-25%.
Приведенный ниже расчет можно использовать для вычисления крутящего момента, необходимого для достижения заданного осевого усилия болта или нагрузки. Способ является универсальным и может использоваться для неметрических и метрических единиц измерения до тех пор, пока использование единиц измерения является последовательным.
Обратите внимание, что стандартные сухие крутящие моменты обычно рассчитываются для создания растягивающего напряжения или осевой силы, а также нагрузки зажима в болте, которая равна 70% минимальной прочности на растяжение или 75% запаса прочности.
Пример расчета: пробная нагрузка для метрического болта М30 является 373000 N. Крутящий момент, необходимый для достижения этого натяжения с помощью сухого болта, можно рассчитать следующим образом: Тсухой = (0,2) х (373000 Н) х (30 мм) х (10-3 м / мм) = 2238 (Н/м).
Смазка болта маслом SAE 30 уменьшает крутящий момент, необходимый для достижения того же напряжения, примерно на 40%. Уменьшенный крутящий момент можно рассчитать по формуле ТSAE30 = (2238 Н/м) х (1 – (40%) / (100%)) = 1343 Н/м.
Что такое затяжное усилие и как его узнать?
Моментом затяжки называют показатель усилия, который необходимо приложить для резьбовых соединений в процессе их завинчивания. Если крепеж был закручен с прикладыванием небольшого усилия, чем это было нужно, то при воздействии различных механических факторов резьбовое соединение может не выдержать, теряется герметичность скрепленных деталей, что влечет за собой тяжелые последствия. Так же и при чрезмерном усилии, резьбовое соединение или скрепляемые детали могут попросту разрушиться, что приведет к срыву резьбы или появлению трещин в конструкционных элементах.
Каждый размер и класс прочности резьбовых соединений имеет определенный момент затяжки при работе с динамометрическим ключом, который указывается в специальной таблице. При этом обозначение класса прочности изделия располагается на его головке.
Затяжка болтов динамометрическим ключом: таблицы, способы определения усилий
Чтобы увеличить прочность и срок эксплуатации резьбовых соединений, а также повысить их сопротивление различным внешним факторам необходимо правильно закрутить крепежные элементы, рассчитав усилие завинчивания. Каждое соединение имеет свою определенную степень затяжки в зависимости от посадочного места. Момент затяжки рассчитывается в зависимости от температурного режима, свойства материала и нагрузки, которая будет оказываться на резьбовое соединение.
К примеру, под воздействием температурных показателей металл начинает расширяться, а под воздействием вибрации на элемент оказывается дополнительная нагрузка. Соответственно, для минимизации воздействующих факторов, болты необходимо закручивать с расчетом правильного усилия. Предлагаем ознакомиться с таблицей силы затяжки болтов, а также методами и инструментами выполнения работ.
Что такое затяжное усилие и как его узнать?
Моментом затяжки называют показатель усилия, который необходимо приложить для резьбовых соединений в процессе их завинчивания. Если крепеж был закручен с прикладыванием небольшого усилия, чем это было нужно, то при воздействии различных механических факторов резьбовое соединение может не выдержать, теряется герметичность скрепленных деталей, что влечет за собой тяжелые последствия. Так же и при чрезмерном усилии, резьбовое соединение или скрепляемые детали могут попросту разрушиться, что приведет к срыву резьбы или появлению трещин в конструкционных элементах.
Каждый размер и класс прочности резьбовых соединений имеет определенный момент затяжки при работе с динамометрическим ключом, который указывается в специальной таблице. При этом обозначение класса прочности изделия располагается на его головке.
Маркировка и класс прочности деталей
Цифровое обозначение параметра прочности метрического болта указано на головке, и представлено в виде двух цифр через точку, к примеру: 4.6, 5.8 и так далее.
Предельная текучесть представляет собой максимальную нагрузку на конструкцию болта. Элементы, которые выполняются из нержавеющих видов стали, имеют обозначение непосредственно самого вида стали (А2, А4), и только после этого указывается предельная прочность.
К примеру, А2-50. Значение в подобной маркировке обозначает 1/10 прочностного предела углеродистой стали. При этом, изделия, для изготовления которых используется углеродистая сталь, имеют класс прочности – 2.
Обозначение прочности для дюймовых болтов отмечается насечками на его головке.
Обозначение класса прочности дюймовых болтов
В чем измеряется затяжное усилие?
Основная величина измерения усилия затяжки болтов – Паскаль (Па). Международная система «СИ» предполагает, что данной единицей измеряется как давление, так и механическое напряжение. Соответственно, Паскаль равен значению давления, которое вызывается силой равной одному Ньютону и равномерным образом распределяется на плоскости размером в 1 м2.
Чтобы понять как можно конвертировать одну единицу измерения в другую, посмотрим пример:
Значения усилий затяжки для различных типов болтов (таблица)
Для более удобного и точного восприятия представлена таблица затяжки болтов динамометрическим ключом.
| Резьба | Класс прочности, Нм | Головка, мм | |||||||
| 3.6 | 4.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 | ||
| М5 | 1.71 | 2.28 | 3.8 | 4.56 | 6.09 | 6.85 | 8.56 | 10.3 | 8 |
| М6 | 2.94 | 3.92 | 6.54 | 7.85 | 10.5 | 11.8 | 14.7 | 17.7 | 10 |
| М8 | 7.11 | 9.48 | 15.8 | 19 | 25.3 | 28.4 | 35.5 | 42.7 | 13 |
| М10 | 14.3 | 19.1 | 31.8 | 38.1 | 50.8 | 57.2 | 71.5 | 85.8 | 17 |
| М12 | 24.4 | 32.6 | 54.3 | 65.1 | 86.9 | 97.7 | 122 | 147 | 19 |
| М14 | 39 | 52 | 86.6 | 104 | 139 | 156 | 195 | 234 | 22 |
| М16 | 59.9 | 79.9 | 133 | 160 | 213 | 240 | 299 | 359 | 24 |
| М18 | 82.5 | 110 | 183 | 220 | 293 | 330 | 413 | 495 | 27 |
| М20 | 117 | 156 | 260 | 312 | 416 | 468 | 585 | 702 | 30 |
| М22 | 158 | 211 | 352 | 422 | 563 | 634 | 792 | 950 | 32 |
| М24 | 202 | 270 | 449 | 539 | 719 | 809 | 1011 | 1213 | 36 |
Также представим таблицу момента затяжки для дюймовых видов резьб по стандарту, который применяется в Соединенных Штатах.
| Дюймы | Нм | Фунт |
| 1/4 | 12±3 | 9±2 |
| 5/16 | 25±6 | 18±4.5 |
| 3/8 | 47±9 | 35±7 |
| 7/16 | 70±15 | 50±11 |
| 1/2 | 105±20 | 75±15 |
| 9/16 | 160±30 | 120±20 |
| 5/8 | 215±40 | 160±30 |
| 3/4 | 370±50 | 275±37 |
| 7/8 | 620±80 | 460±60 |
Значения усилий затяжки для ленточного хомута с червячным зажимом
Ниже приведенная таблица содержит ряд данных про первоначальную установку ленточных хомутов на новом шланге, а также про повторную затяжку уже обжатых шлангов.
| Размер хомута | Нм | Фунт/Дюйм |
| 16мм — 0,625 дюйма | 7,5±0,5 | 65±5 |
| 13,5мм — 0,531 дюйма | 4,5±0,5 | 40±5 |
| 8мм — 0,312 дюйма | 0,9±0,2 | 8±2 |
| Усилие затяжки для повторных стяжек | ||
| 16мм | 4,5±0,5 | 40±5 |
| 13,5мм | 3,0±0,5 | 25±5 |
| 8мм | 0,7±0,2 | 6±2 |
Определение момента затяжки
Динамометрическим ключом
Подбор этого инструмента должен осуществляться так, чтобы затяжной момент на крепежном элементе был на 20-30% меньше, нежели значение максимального момента на используемом ключе. Если попытаться превысить допустимый лимит, то инструмент может легко сломаться.
Затяжное усилие и марка материала должны присутствовать на каждом изделии, способы расшифровки маркировки описаны выше.
Чтобы выполнить вторичную протяжку болтов, следует придерживаться следующих рекомендаций:
Без использования динамометрического ключа
Чтобы выполнить проверку нам понадобится наличие:
Момент затяжки является усилием, которое необходимо приложить на рычаг размером в 1 метр. К примеру, требуется выполнить затяжку гайки рассчитав для этого усилие в 2 кГс/м: