Моменты затяжки метрических болтов, винтов и гаек

Содержание

1. В каких единицах измеряется момент затяжки крепежа?
2. Как выбрать момент затяжки болтов?
3. Почему так важно затягивать крепёж с определённым усилием?
4. Что происходит при затягивании крепежа? Физика процесса
5. Как правильно затягивать крепёж?
6. Полезные таблицы моментов затяжки болтов динамометрическим ключом

Момент затяжки резьбового соединения — это усилие, которое необходимо приложить к инструменту для закручивания резьбового крепежа. От правильного момента затяжки зависит надёжность и долговечность соединения, а также безопасность эксплуатации оборудования.

Отметим, что ЛЮБОЕ соединение имеет рекомендованный момент затяжки. Но, к сожалению, он не всегда указан в технической документации. Как быть в этом случае? В этом материале мы рассмотрим основные нюансы затяжки резьбового крепежа, а также приложим полезные таблицы, которые помогут вам всегда затягивать болты и гайки в требуемым усилием.

В каких единицах измеряется момент затяжки крепежа?

Ньютон на метр

В системе СИ момент затяжки измеряют в ньютон-метрах (Н·м). Один ньютон-метр равен силе в один ньютон, приложенной к концу рычага длиной в один метр. Это основная единица измерения момента затяжки в большинстве стран мира. И на большинстве инструментов, измеряющих усилие затяжки, измерительная шкала будет именно в Нм.

Фунт на дюйм

В некоторых странах, таких как США и Великобритания, сила затяжки болтов может измеряться в фунтах на дюйм (lb·in). Один фунт на дюйм равен усилию в один фунт, приложенному к рычагу длиной в один дюйм. Эта единица измерения используется реже, но всё ещё применяется в некоторых отраслях промышленности.

1 фунт на дюйм = 0,113 Ньютон-метров.

Допустим, у вас есть соединение, момент затяжки которого указан только в фунтах на дюйм. А на динамометрическом ключе, как правило, есть шкала только в Ньютонах на метр.

Как перевести lb·in в Нм? Нужно взять значение в lb·in и умножить его на 0,113.

Килограмм-сила на метр

Также момент затяжки иногда измеряют в килограмм-силах на метр (кгс·м), где одна килограмм-сила равна весу одного килограмма при ускорении свободного падения. Эта единица измерения широко использовалась в СССР и до сих пор применяется в России и некоторых других странах бывшего Советского Союза.

Чтобы перевести Нм в кгс, просто разделите значение в Ньютонах на метр на 10.

Чтобы перевести кгс в Нм, значение в килограмм-силах умножьте на 10.

Как выбрать момент затяжки болтов?

Поскольку и крепёж, и соединяемые детали, и условия их работы очень разные, значение крутящего момента подбирается исходя из следующих факторов:

1. Материал. Определяет прочность и жёсткость болта, винта, гайки или шпильки, а также их способность выдерживать нагрузку. Для изготовления крепёжных элементов используются различные материалы, такие как сталь, нержавеющая сталь, латунь, алюминий и другие. Выбор материала зависит от требований к прочности, коррозионной стойкости и других характеристик соединения.

2. Класс прочности. Определяет максимальную нагрузку, которую может выдержать болт или гайка без разрушения. Класс прочности обозначается двумя цифрами, например, 8.8, 10.9 или 12.9. Чем больше цифры, тем выше класс прочности и тем большую нагрузку может выдержать соединение.

3. Материал соединяемых деталей (сталь, цветной металл или пластик). Также влияет на момент затяжки. Например, для соединения стальных деталей требуется больший момент затяжки, чем для соединения пластиковых деталей. Это связано с тем, что сталь имеет более высокую прочность и жёсткость, чем пластик.

4. Наличие или отсутствие антикоррозийного покрытия. Антикоррозийное покрытие защищает болты и гайки и продлевает срок их службы. Однако наличие покрытия может повлиять на степень затяжки болтов из-за изменения коэффициента трения между болтом или гайкой и поверхностью детали.

5. Является крепёж сухим или смазанным. Смазка снижает трение между деталями и облегчает закручивание болтов и гаек. Однако избыточная смазка может привести к ослаблению соединения из-за снижения момента затяжки или, наоборот, к разрушению крепёжного элемента.

Эти факторы необходимо учитывать при выборе момента затяжки для конкретных условий эксплуатации. Неправильный выбор момента затяжки под конкретную ситуацию может привести к повреждению соединения или его ослаблению.

Почему так важно затягивать крепёж с определённым усилием?

Затягивание крепежа с необходимым усилием имеет важное значение для обеспечения надёжности и долговечности соединения. Если крепёж недотянуть или перетянуть, это может привести к ослаблению соединения, его повреждению или даже аварии.

Что произойдёт, если крепёж недотянуть?

Если крепёж недотянуть, соединение будет недостаточно прочным, что может привести к его ослаблению, вибрации, шуму и преждевременному износу. Кроме того, недотянутый крепёж может вызвать утечку жидкости или газа из-под соединения.

Что произойдёт, если крепёж перетянуть?

Перетянутый крепёж также может привести к нежелательным последствиям. Из-за чрезмерного усилия на болтах или гайках могут появиться трещины, деформации или даже разрушение. Это может снизить прочность соединения и привести к аварии. Также перетянутый крепёж может затруднить последующую разборку соединения, что усложнит обслуживание и ремонт оборудования.

Что происходит при затягивании крепежа? Физика процесса

При затяжке происходит сжатие деталей, которые скрепляются резьбовым крепёжным элементом. Резьбовая часть болта, винта или шпильки растягивается, прижимая соединяемые поверхности. Однако, следует понимать, что только 10% от общего усилия затяжки “сухого” крепежа без смазки уходит на это растяжение. А 90% тратится на преодоление силы трения:

• 40% - на трение витков резьбы;
• 50% - на трение поверхности головки болта или гайки о поверхность детали.
  

Как ведёт себя “сухой” болт при затяжке?

“Сухой” крепёж — это болт или шпилька без смазки или специального покрытия. При затяжке такого болта трение между его поверхностью и поверхностью детали высокое, что приводит к увеличению требуемого момента затяжки.

Как ведёт себя оцинкованный болт при затяжке?

Оцинкованный крепёж имеет покрытие из цинка, которое защищает его от коррозии. Покрытие влияет на коэффициент трения между болтом или шпилькой и деталями. В некоторых случаях оцинкованное покрытие может снизить трение, что приведёт к уменьшению момента затяжки по сравнению с сухим болтом без покрытия. Однако это зависит от типа покрытия и условий эксплуатации.

Как ведёт себя смазанный болт при затяжке?

Смазанный болт имеет слой смазки между его поверхностью и поверхностями деталей. Смазка снижает трение и облегчает закручивание болта, что позволяет уменьшить момент затяжки. Однако избыточная смазка может привести к ослаблению соединения из-за снижения момента затяжки. Поэтому важно использовать оптимальное количество смазки для обеспечения надёжного соединения.

ВАЖНО! При затяжке ответственных резьбовых соединений в инженерной документации ОБЯЗАТЕЛЬНО должно указываться, какой тип болта или шпильки используется в конкретном соединении: сухой, оцинкованный или смазанный.

Как правильно затягивать крепёж?

Точного момента затяжки можно достичь только одним способом: использовать в работе специальный измерительный инструмент, называемый динамометрическим ключом.

Что такое динамометрический ключ?

Динамометрический ключ — это инструмент, который позволяет точно контролировать момент затяжки болтов и прочих резьбовых соединений. Это особенно важно в тех случаях, когда необходимо обеспечить надёжное соединение без повреждения деталей или самого болта.

Какие динамометрические ключи бывают?

Основных типа конструкции всего четыре:

1. Рычажный — это самый простой и доступный тип динамометрического ключа. Он состоит из рукоятки с индикатором в виде стрелки, которая показывает момент затяжки. Принцип работы заключается в том, что при затяжке болта усилие передаётся на пружину, которая перемещает стрелку по шкале.

Плюсы этого типа ключа — простота и низкая стоимость.

Минусы — низкая точность и необходимость визуального контроля момента затяжки.

1. Предельный (он же щелчковый) — этот тип ключа имеет более сложную конструкцию, но обеспечивает более высокую точность затяжки. Он также имеет шкалу, но вместо стрелки внутри установлен механизм, который издаёт щелчок при достижении заданного момента затяжки. Это позволяет избежать перетяжки соединения.

Плюсы предельного ключа — высокая точность и удобство использования.

Минусы — более высокая стоимость и необходимость периодической калибровки.

1. Цифровой — это наиболее современный и точный тип динамометрического ключа. Он оснащён электронным дисплеем, на котором отображается момент затяжки в реальном времени. Кроме того, цифровые ключи могут иметь дополнительные функции, такие как память для сохранения настроек, автоматическое отключение и другие.

Плюсы электронного ключа — высокая точность, удобство использования и наличие дополнительных функций.

Минусы — высокая стоимость и возможность сбоя электроники.

1. Тарировочный (он же инспекционный), со стрелочным циферблатом — используется в качестве инструмента, для проверки уже затянутых болтовых соединений. Этот тип ключа не предназначен для непосредственной затяжки болтов, а служит для контроля уже выполненных работ. Он имеет стрелочный индикатор, который показывает отклонение от заданного момента затяжки.

Плюсы инспекционного ключа — возможность проверки качества выполненных работ и выявления возможных проблем.

Минусы — нежелательность непосредственной затяжки соединений и необходимость наличия другого инструмента для выполнения этой задачи.

Выбор типа динамометрического ключа зависит от требований к точности и удобству использования, а также от бюджета. Для большинства задач достаточно предельного ключа, которые обеспечивают достаточную точность и надёжность соединения. Однако для ответственных работ, таких как сборка двигателей или авиационных конструкций, можно использовать цифровой ключ, который обеспечивает максимальную точность и контроль над процессом затяжки.

ВАЖНО! При использовании динамометрического ключа есть ряд правил, соблюдение которых поможет правильно осуществить затяжку и продлить срок службы инструмента. Вот три основных:

1. Используйте ключ только для финальной дотяжки, не крутите им крепёж с нуля.

2. Наиболее точная затяжка достигается, если требуемый момент находится в примерно середине рабочего диапазона динамометрического ключа.

3. Если ключ щелчковый, после работы обязательно сбросьте его на “0”, чтобы не оставлять в напряжении пружину динамометрического механизма.

На самом деле, правил использования динамометрического ключа намного больше, и все они описаны в нашей статье “Как пользоваться динамометрическим ключом?”, прочитать которую можно здесь: https://blogs.garwin.ru/kak-polzovatsia-dinamomietrichieskim-kliuchom/

Полезные таблицы моментов затяжки болтов динамометрическим ключом

В конце материала поделимся полезными таблицами. Отметим, что все они носят рекомендательный характер, и требуемый момент затяжки лучше всего смотреть в технической документации. Однако, если к крепежу не предъявляется особых требований, данные таблицы могут выручить.

Таблица 1. Крутящие моменты затяжки резьбовых соединений с крупным шагом резьбы без покрытия, без смазки, Н·м (кгс·м)

Таблица 2. Крутящие моменты затяжки резьбовых соединений с мелким шагом резьбы без покрытия, без смазки, Н·м (кгс·м)

Таблица 3. Крутящие моменты затяжки резьбовых соединений с крупным шагом резьбы, с цинковым покрытием хроматированным, без смазки, Н·м (кгс·м)

Таблица 4. Крутящие моменты затяжки резьбовых соединений с мелким шагом резьбы, с цинковым покрытием хроматированным, без смазки, Н·м (кгс·м)

Таблица 5. Крутящие моменты затяжки резьбовых соединений для самостопорящихся гаек с крупным шагом резьбы, с цинковым покрытием хроматированным и твердой смазкой, Н·м (кгс·м)

Таблица 6. Крутящие моменты затяжки резьбовых соединений для самостопорящихся гаек с мелким шагом резьбы, с цинковым покрытием хроматированным и твердой смазкой, Н·м (кгс·м)

Таблица 7. Моменты затяжки – винт без покрытия (черный), с крупным шагом резьбы, коэффициент трения 0,14

Таблица 8. Моменты затяжки – винт без покрытия (черный), с мелким шагом резьбы, коэффициент трения 0,14

Таблица 9. Моменты затяжки – винт электролитический оцинкованный, с крупным шагом резьбы, коэффициент трения 0,125

Таблица 10. Моменты затяжки – винт электролитический оцинкованный, с мелким шагом резьбы, коэффициент трения 0,125

Реклама. ООО "СПРАУТ" ИНН: 7816654160