Расчет момента затяжки винта

[Ser_G]

Прошу проверить мой расчет, ну и ход мыслей заодно.
Задача — рассчитать максимальный момент, с которым можно затянуть винт с резьбой М2,5, класс прочности 6.6, для того, чтобы заложить усилие затяжки в технические требования (вообще, кстати, реально такие ТТ закладывать? реально обеспечить указанный в ТТ момент затяжки, учитывая что это винт, а не болт?).
Для вычисления момента нашел такую формулу (из книги Биргера,Иосилевича "Резьбовые и фланцевые соединения", брал тут):
М=0,5*F*d2*(P/(pi*d2)+fp)                           (1),
где F — осевое усилие от затяжки,
      d2 — средний диаметр резьбы (для М2,5 d2=2,208 — Анурьев, т.1 с.427),
      fp — 0,2 (рекомендуемое значение для приблизительных расчетов, коэф. трения я так понимаю),
      М — момент затяжки.

Исхожу из того, что усилие затяжки должно быть максимальным, но винт не должен начать разрушаться. Т.е. осевую силу рассчитываю по пределу текучести. Для материала винтов класса прочности 6.6 предел текучести равен
[?т]=36 кгс/мм^2 (Анурьев, т.1 с.508)
Площадь сечения винта
S=pi*dmin^2/4
где dmin — минимальный диаметр резьбы М2,5, равен 2,013 мм согласно СКМ Анурьева, т.1, с.427;
S=3,181 мм^2
Осевая сила будет равна
F=[?т]*S
F=114,5 кгс
Подставляем значения в формулу (1) и получаем момент затяжки:
М=0,5*114,5*2,208*(0,45/(3,14*2,208)+0,2)=33,49 кгс*мм
Приблизительно получается что момент затяжки равен 0,33 Н*м. Маловато как-то. Я нигде не ошибся?

[Aleksei]

В упомянутом Биргере (с. 331, издание 1990 года) дается упрощенная формула для момента затяжки на ключе:
Мкл = 0.07*[sigma_t]*d^3.
Она получена в предположении, что напряжение затяжки составляет 60% от предела текучести.
Тогда по вашим данным
Mкл = 0.07*360*2.5^3 = 394 Н*мм = 0.39 Н*м.
Т.е. почти то же самое. Резьба маленькая. Если взять М10, будет уже 25 Н*м.

[zaev7]

.....(вообще, кстати, реально такие ТТ закладывать? реально обеспечить указанный в ТТ момент затяжки, учитывая что это винт, а не болт?)......
я бы не стал закладывать такое требование в ТТ, для такой резьбы - М2.5,зачем. Скорее всего соединение не силовое...и какой там может быть контроль затяжки?

[Belis]

если конструктор считает нужным заложить контроль момента затяжки, значит это нужно.
только еще нужно знать чем и как это выполнить.
(для крепления гидроаппаратуры ду6  в паспорте указан вид крепежа шпилка или винт М5-6g кл.пр.10.9 и указан момент затяжки. если этого не сделать, то резьбу рвут легким движением руки Слесаря, а резьбу М2,5 и ребенок может сорвать)

[Ser_G]

В упомянутом Биргере (с. 331, издание 1990 года) дается упрощенная формула для момента затяжки на ключе:
Мкл = 0.07*[sigma_t]*d^3.
Она получена в предположении, что напряжение затяжки составляет 60% от предела текучести.
Тогда по вашим данным
Mкл = 0.07*360*2.5^3 = 394 Н*мм = 0.39 Н*м.
Т.е. почти то же самое. Резьба маленькая. Если взять М10, будет уже 25 Н*м.

Спасибо, Aleksei.

я бы не стал закладывать такое требование в ТТ, для такой резьбы - М2.5,зачем. Скорее всего соединение не силовое...и какой там может быть контроль затяжки?

В соединении зажимается струна, температурный коэффициент расширения которой меньше, чем у материала подложки. С одной стороны струна должна быть хорошо зажата, а с другой — разные струны должны быть зажаты с одинаковым усилием, чтоб если и будет выползание во время нагрева, то на сопоставимую величину.

Вот хотелось бы знать принципиальную возможность контроля усилия при затяжке винта. Пока я представляю себе это так: отвертка крутится ключом с динамометром.

[zaev7]

..... а резьбу М2,5 и ребенок может сорвать.....
вот и я о том же, вообще смутно представляю какая должна быть "детская" отвертка. Хотя у меня дома есть такая, почти детская, ручка крутится а отвертка стоит на месте как раз для таких винтов. Может этот способ и здесь применить, отвертка начинает проворачиваться в ручке при определенном усилии

[nekiy17@yandex.ru]

Автоматический расчет болтов он-лайн, достаточно задать нагрузки и выбрать из списков марку стали, диаметр, задать температуру - расчет готов: напряжения среза, растяжения, момент на ключе и т.п. http://stresscalc.ru/pin/pin.php

[Владимир_Павлович]

Добрый день.
Решил не создавать новую тему.
 У меня вопрос, по какой формуле рассчитать момент затяжки болтов при известном напряжении?
Есть одна таблица с моментами, меня интересует по какой формуле считали.

Меня интересует болт М140х6, в таблице Болт М140х4.

[VIO]

Здесь поищите
https://flzn.ru/shares/459511/?ysclid=mmlvh6v82n922766142

[СВ]

Исходя из заголовка - Момент ... гидротурбин, - смею предположить, что в расчёте должен присутствовать что-то типа коэффициента надёжности (запаса), связанный конкретно с этой отраслью. Эти коэффициенты берутся из условия возможных последствий при поломке, от маленького - ничего опасного не случится, просто остановится механизм, до самого большого - авария с человеческими жертвами. К примеру: для тросов на подъёмники - при подъёме людей коэф-т больше, чем при подъёме грузов.
И этот коэф-т нужно знать. Для гидротурбин, предположу, он будет больше, чем для "общего случая".
Конечно, хотелось бы просто взять и пересчитать, так сказать, с одного шага на другой . Это разве что найти расчёты именно с учётом шага и посмотреть, какая там получается пропорциональность.
Диаметр "тела" болта в районе резьбы, как известно, тем больше, чем меньше шаг, т.е. на разрыв "тела" малошаговый болт будет прочнее, но там есть ещё нюансы с прочностью резьбы в зависимости от шага, так что ЖЕЛАТЕЛЬНО погрузиться в тему поглубже.
Момент зависит также и от шага вот в таком плане: при одной и той же силе затяжки момент примерно пропорционален шагу; меньше шаг - меньший момент требуется. Как бы закон рычага.
- - -
Вообще моменты затяжки бывают двух типов:
- исходя из расчёта конкретной конструкции (существуют даже "извращения" - например, болты или шпильки в двс нагружают силой БОЛЬШЕ предела текучести!),
- предельные моменты, исходя из прочности самих крепёжных элементов (есть даже буквально такой ГОСТ); при этом часто забывают, что "болт" может вворачиваться в деталь и нужно считать и деталь (точнее - правильно назначать материалы и болта, и детали).
В общем, если начать копаться в теме - закопаешься.

[Student2025]

Есть книги где в расчетах используют степень точности резьбового изделия, допуски форм, материалы сопрягаемых деталей и гайки или там шайбы.  Так же в новых методичках можно встретить различные конструкции шайб, гаек, болтов - делают насечки, наплавления и тд. Даже диаметр гайки играет роль в расчетах.