A csavarok meghúzási nyomatékának táblázata tájékoztató értékeket ad metrikus durvamenetekhez, valamint 8.8, 10.9 és 12.9 szilárdsági osztályú acélcsavarokhoz. Az értékek egy pontosan meghatározott számítási modellen alapulnak, és nem helyettesítik a gép, a jármű vagy az adott kötés gyártói dokumentációját.
A meghúzási nyomaték nem kizárólag a csavar átmérőjétől és szilárdsági osztályától függ. A menetsúrlódás, a fej vagy anya alatti súrlódás, a kenés, a bevonat, a menetemelkedés, a felfekvő felület, az anya kialakítása és a belső menet szilárdsága egyaránt befolyásolja az eredményt.
Csavar meghúzási nyomaték kalkulátor
Válaszd ki a csavar méretét, szilárdsági osztályát és a feltételezett súrlódási tényezőt. A kalkulátor meghatározza a tájékoztató meghúzási nyomatékot és a célzott előfeszítő erőt.
Tájékoztató eredmény
Tájékoztató meghúzási nyomatékok 8.8, 10.9 és 12.9 csavarokhoz
Az alábbi meghúzási nyomaték táblázat metrikus durvamenetekre vonatkozik. Az értékeket a csavar névleges folyáshatárának 70%-át elérő célzott előfeszítő erővel, valamint K = 0,19 nyomatéki tényezővel számítottuk, amely ebben az egyszerűsített modellben μ = 0,14 súrlódási tényezőnek felel meg.
| Méret | Menetemelkedés [mm] | 8.8 osztály [Nm] | 10.9 osztály [Nm] | 12.9 osztály [Nm] |
|---|---|---|---|---|
| M4 | 0,7 | 3,0 | 4,2 | 5,0 |
| M5 | 0,8 | 6,0 | 8,5 | 10,2 |
| M6 | 1 | 10,3 | 14,5 | 17,3 |
| M8 | 1,25 | 24,9 | 35,1 | 42,1 |
| M10 | 1,5 | 49,4 | 69,4 | 83,3 |
| M12 | 1,75 | 86 | 121 | 145 |
| M14 | 2 | 138 | 193 | 232 |
| M16 | 2 | 213 | 300 | 360 |
| M18 | 2,5 | 295 | 415 | 498 |
| M20 | 2,5 | 417 | 586 | 703 |
| M22 | 2,5 | 568 | 799 | 959 |
| M24 | 3 | 720 | 1013 | 1215 |
| M27 | 3 | 1056 | 1485 | 1782 |
| M30 | 3,5 | 1432 | 2013 | 2416 |
| M33 | 3,5 | 1948 | 2740 | 3288 |
| M36 | 4 | 2503 | 3519 | 4223 |
Finommenet, eltérő feszültség-keresztmetszet vagy szokatlan felfekvő felület esetén az értékeket újra kell számítani. A menetemelkedések és az alapméretek a metrikus menet táblázatban ellenőrizhetők.
Milyen feltételezésekkel készültek a táblázat értékei?
A menet feszültség-keresztmetszetét az alábbi közelítő összefüggéssel határoztuk meg:
A célzott előfeszítő erőt a szilárdsági osztályból következő névleges folyáshatár 70%-aként vettük fel:
A meghúzási nyomatékot ezután az egyszerűsített összefüggésből számítottuk:
A táblázatban K = 0,19 értéket használtunk. Ez referenciaérték, nem univerzális tényező minden csavarhoz, bevonathoz, kenőanyaghoz és szerelési eljáráshoz. Teljes körű méretezésnél a szükséges előfeszítés a külső terhelésekből, a kötés merevségéből, az ülepedésből, valamint a szétnyílás és az elcsúszás elleni követelményekből adódik.
Miért mutatnak eltérő értékeket a meghúzási nyomaték táblázatok?
Két táblázat ugyanahhoz az M10-es, 10.9 osztályú csavarhoz is adhat eltérő értéket anélkül, hogy valamelyik feltétlenül hibás lenne. A különbség oka rendszerint a számítási feltételekben keresendő.
- eltérő célzott előfeszítés, például a folyáshatár vagy a próbaterhelési feszültség 70, 75 vagy 90%-a,
- száraz, kent vagy bevonatos felülethez rendelt eltérő súrlódási tényező,
- különböző fej- vagy anya alatti felfekvő átmérő,
- durva- és finommenet közötti eltérő feszültség-keresztmetszet,
- egyszerűsített K-tényezős vagy részletesebb menet- és felfekvőfelület-modell,
- névleges folyáshatár, minimális próbaterhelési feszültség vagy más anyagjellemző használata.
Ezért egy nyomatékérték csak a hozzá tartozó feltételezésekkel együtt értelmezhető. A puszta szám önmagában nem írja le a kötés megengedett előfeszítését.
Mit jelent a 8.8, 10.9 és 12.9 szilárdsági osztály?
Az első szám százszorosa a csavar névleges szakítószilárdságát adja meg megapascalban. A második szám az alsó folyáshatár vagy a névleges szakítószilárdság arányát jelzi.
| Osztály | Névleges szakítószilárdság Rm | A modellben használt folyáshatár Re |
|---|---|---|
| 8.8 | 800 MPa | 640 MPa |
| 10.9 | 1000 MPa | 900 MPa |
| 12.9 | 1200 MPa | 1080 MPa |
A nagyobb szilárdsági osztály nagyobb megengedhető előfeszítő erőt tehet lehetővé, de ettől a kötés többi eleme nem válik automatikusan erősebbé. A belső menet, az anya, a felfekvő felület vagy a kapcsolódó alkatrész lehet a gyengébb elem.
Miért függ ennyire a meghúzási nyomaték a súrlódástól?
A meghúzási nyomaték nagy része a menetsúrlódás és a forgó fej vagy anya alatti súrlódás leküzdésére fordítódik. A bevitt energia csak kisebb részben nyújtja meg a csavart és hozza létre a szorítóerőt. Emiatt egy szárazra megadott nyomaték kent kötésen túl nagy csavarerőt okozhat.
A nyomaték és a szerelési előfeszítő erő közötti részletesebb kapcsolat közelítő alakja:
| Jel | Jelentés |
|---|---|
| MA | meghúzási nyomaték |
| FM | szerelési előfeszítő erő |
| P | menetemelkedés |
| μG | menetsúrlódási tényező |
| d2 | a menet középátmérője |
| μK | a fej vagy anya alatti súrlódási tényező |
| DKm | a felfekvő felület közepes átmérője |
A kalkulátor egyetlen μ értékkel egyszerűsíti a két súrlódási tartományt. Valós kötésnél a menetben és a felfekvő felületen eltérő súrlódási tényezők lehetnek, és ezek szórása közvetlenül rontja az előfeszítő erő ismételhetőségét.
Meghúzási nyomaték és előfeszítő erő
A szerelés célja nem önmagában egy meghatározott newtonméter-érték elérése. A nyomaték közvetett módszer a kapcsolódó alkatrészek közötti szorítóerő létrehozására.
M10 méretű, 10.9 osztályú csavarnál a kalkulátor körülbelül 58 mm² feszültség-keresztmetszettel és 36,5 kN célzott előfeszítő erővel számol. μ = 0,14 esetén ehhez körülbelül 69,4 Nm tartozik. A súrlódás változása a szükséges nyomatékot módosítja, miközben a célzott előfeszítő erő változatlan marad.
A nyomatékkulcs a nyomatékot méri, nem a csavar tényleges megnyúlását vagy a benne kialakuló erőt. Kritikus kötésekben nyomaték-szög módszert, megnyúlásmérést, folyáshatárig történő meghúzást, jelzőalátétet vagy ultrahangos ellenőrzést is alkalmazhatnak.
Száraz vagy kent menet - használható ugyanaz a nyomaték?
Nem automatikusan. A kenőanyag, a menetbiztosító, a galvanikus bevonat, a cinklamellás réteg, a foszfátozás vagy a gyári viaszbevonat jelentősen megváltoztathatja a nyomaték és az előfeszítő erő kapcsolatát.
Ha a gyártó száraz menetre adja meg a nyomatékot, ugyanaz az érték kent meneten túl nagy előfeszítést és akár maradó alakváltozást is okozhat. Ha a nyomaték bevonatos vagy kent kötésre vonatkozik, a felület állapotát a szerelés során is biztosítani kell.
A „száraz” és „kent” megnevezés önmagában még nem elég pontos. A szükséges adat a tényleges felületrendszerre meghatározott súrlódási tartomány vagy a gyártó által megadott szerelési nyomaték.
Rozsdamentes csavarok meghúzási nyomatéka
A rozsdamentes csavarok külön tulajdonsági osztályokat használnak, például A2-70, A4-70, A2-80 és A4-80. Ezeket nem szabad automatikusan a 8.8 osztály oszlopával helyettesíteni pusztán a hasonló szakítószilárdság alapján.
Az alábbi értékeket ugyanazzal az egyszerűsített modellel, μ = 0,14 értékkel, a névleges 0,2%-os folyáshatár 70%-ával, valamint 450 MPa értékkel a 70-es és 600 MPa értékkel a 80-as osztályhoz számítottuk.
| Méret | A2/A4-70 [Nm] | A2/A4-80 [Nm] |
|---|---|---|
| M4 | 2,1 | 2,8 |
| M5 | 4,2 | 5,7 |
| M6 | 7,2 | 9,6 |
| M8 | 17,5 | 23,4 |
| M10 | 34,7 | 46,3 |
| M12 | 60,5 | 80,7 |
| M14 | 96,7 | 129 |
| M16 | 150 | 200 |
| M18 | 207 | 276 |
| M20 | 293 | 391 |
A rozsdamentes acél hajlamos a menetberágódásra és a hideghegedésre. A szerelőpaszta csökkentheti ezt a kockázatot, ugyanakkor csökkenti a súrlódást és módosítja a nyomaték-szorítóerő kapcsolatot. A nyomatékot ezért a tényleges felületpárhoz és szerelőanyaghoz kell meghatározni.
Használható a táblázat alumíniumba hajtott acélcsavarhoz?
Nem automatikusan. Ha az acélcsavar közvetlenül alumíniumba készített belső menetbe kerül, a leggyengébb elem nem feltétlenül a csavar, hanem a belső menet, a vékony fal vagy a fej alatti felfekvő felület lehet.
Egy M8 méretű, 10.9 osztályú csavar nagyobb előfeszítést képes felvenni, mint amennyit egy rövid M8 menet lágy alumíniumötvözetben biztonságosan elvisel. Ellenőrizni kell a menethosszt, az alkatrész külső méretét, az ötvözet szilárdságát, a fej alatti felületi nyomást és a menetkihúzás veszélyét.
A menetbetét növelheti a kötés tartósságát, de annak méretezését és szerelési adatait is külön ellenőrizni kell. A magas csavarosztály önmagában nem indokolja a táblázat teljes nyomatékának alkalmazását.
Mikor nem használható az általános nyomatéktáblázat?
Az adott kötés dokumentációja mindig elsőbbséget élvez az általános táblázattal szemben. Ez különösen igaz az alábbi esetekre:
- kerékcsavarok, motorhengerfejek, hajtórúdcsavarok és fékrendszer-elemek,
- tömítéssel szerelt karimás kötések,
- HV szerkezeti csavarkészletek és külön szerelési eljárás alá tartozó kötések,
- nyomaték-szög módszerrel vagy folyáshatárig meghúzott csavarok,
- önzáró anyák és meghatározott áthajtási nyomatékú elemek,
- menetrögzítővel vagy szabályozott súrlódású bevonattal szerelt kötések,
- süllyesztett, csökkentett fejű vagy szokatlan alátéttel szerelt csavarok,
- alumíniumba, öntöttvasba, műanyagba vagy vékony falú elembe készített menetek,
- fáradásra, tömítettségre vagy elcsúszásra kritikusan méretezett kötések.
Önzáró anyánál a nyomaték egy része az anya saját ellenállásának leküzdésére fordítódik. A szerelési eljárásnak ezért az áthajtási nyomatékot a szorítóerő létrehozásához szükséges nyomatéktól külön is kezelnie kell.
Hogyan használjuk helyesen a nyomatékkulcsot?
- ellenőrizd a kulcs mérési tartományát, és ne a skála legvégén használd a szerszámot,
- tisztázd, hogy az előírás száraz, kent vagy bevonatos kötésre vonatkozik,
- egyenletes mozdulattal húzz, rángatás és a fogantyú ütögetése nélkül,
- a kulcsot a gyártó által kijelölt fogási ponton terheld,
- több csavar esetén tartsd be az előírt sorrendet és a több lépcsős meghúzást,
- ne használd a nyomatékkulcsot általános racsniként oldásra, ha a gyártó ezt nem engedélyezi,
- munka után a rugós állítható kulcsot a használati utasítás szerint tehermentesítsd,
- a kalibrálást a használat intenzitása és a minőségbiztosítási eljárás szerint ellenőrizd.
A csavar meghúzási nyomatéka nem azonos a tengely vagy motor által továbbított forgatónyomatékkal. A két fogalmat nem szabad egymással felcserélni.
