Моменты затяжки метрических болтов, винтов и гаек

Разрушение резьбовых соединений из-за чрезмерной затяжки может происходить в результате поломки стержня болта или из-за повреждения резьбы гайки и/или болта.

Болт или винт, собранные вместе с гайкой соответствующего класса, предназначены для создания связей, которые можно затягивать до установленной пробной нагрузки болта без повреждения резьбы. Пробная нагрузка обычно составляет 85-95% от предела текучести и определяется как максимальное растягивающее усилие, которое можно приложить к болту без его пластической деформации.

Значение крутящего момента для определенного размера болта зависит от:

1. Материала и класса прочности болта.
2. Материала соединяемых деталей (сталь, цветной металл или пластик).
3. Наличия или отсутствия антикоррозийного покрытия у винта.
4. Является ли крепеж сухим или смазаным.
5. Длины резьбы.

Приведенные ниже таблицы служат только для ознакомления, поскольку указанные в них значения являются примерными. В связи с множеством факторов, влияющих на соотношение крутящего момента и натяжения, единственный способ определить правильный крутящий момент заключается в проведении экспериментов в реальных условиях соединения и сборки.

Таблица 1. Моменты затяжки – винт (болт) без покрытия (черный), коэффициент трения 0,14.

Таблица 2. Моменты затяжки – винт электролитически оцинкованный, коэффициент трения 0,125.

Крупная резьба

Почему важен оптимальный момент затяжки болта?

Даже опытные специалисты иногда затягивают болты с избыточным или недостаточным усилием. Честно говоря, значения крутящего момента редко указываются в технической информации о продукте. Однако именно нехватка или избыток затяжки болтового соединения часто является причиной поломки крепежа. Оптимальный момент затяжки крайне важен для обеспечения безопасной и правильной работы винта.

Что происходит при затягивании болта?

Применяемый крутящий момент к гайке заставляет ее перемещаться вверх по наклонной плоскости резьбы. В результате уменьшается расстояние между опорными поверхностями болта и гайки. Этот параметр представляет собой длину захвата болтового соединения.

При дальнейшей затяжке на болт действует нагрузка на растяжение. Его материал, чаще всего сталь, противодействует этому растяжению и создает зажимное усилие на соединяемых компонентах. Точно так же материалы основания противодействуют сжатию для балансировки зажимного давления. Создаваемое напряжение называется предварительным натягом крепежа.

Правильно затянутый болт слегка растягивается, но не выходит за пределы своей упругой деформации. Будучи под постоянным напряжением, он сохраняет усилие затяжки и обладает устойчивостью к усталостному разрушению. Избыточно затянутый болт растягивается за границы упругого удлинения, что приводит к его необратимой пластической деформации и последующему разрушению.

Недостаточно затянутый болт допускает небольшой зазор между соединяемыми деталями, который будет увеличиваться после постоянной динамической нагрузки или других рабочих нагрузок. Зазор в соединении означает отсутствие предварительного натяжения, что неизбежно приведет к разрушению соединения. Таким образом, момент затяжки — это оптимальный крутящий момент, приложенный к гайке, чтобы болт мог надежно удерживать нагрузку, не деформируясь и не ломаясь. Единица измерения в системе СИ: Н·м (Ньютон-метр).

Момент силы предварительной затяжки резьбового соединения является расчетным значением и составляет 75-80% от величины пробной нагрузки. Последняя же служит в качестве контрольного показателя, который винт должен выдержать в ходе испытаний. Если вы превысите значение пробной нагрузки при затягивании, вы рискуете вывести из строя крепежный элемент.

Заключение

В заключение, оптимальный момент затяжки болта играет важную роль в обеспечении надежности и безопасности болтового соединения. Использование правильного крутящего момента помогает предотвратить пластическую деформацию или разрушение болта, а также обеспечивает устойчивость к усталостному разрушению. Важно учитывать многочисленные факторы, влияющие на определение оптимального крутящего момента, и проводить испытания при необходимости, чтобы достичь правильного предварительного натяжения и продлить срок службы крепежа.