Динамометрическая затяжка. Правила, советы

Динамометрическая затяжка. Правила, советы

Что такое крутящий момент?
Это величина усилия, воздействующего на объект и вызывающего вращение объекта.
Что такое динамометрическая затяжка?
Приложение предварительной нагрузки к крепежной детали путем вращения гайки крепежной детали.

При использовании метода динамометрической затяжки точки трения всегда должны быть смазаны.
Динамометрическая затяжка и предварительная нагрузка
Величина предварительной нагрузки, возникающей при динамометрической затяжке, во многом зависит от действия силы трения.

В основном выделяется три различных «составляющих крутящего момента»:

• Крутящий момент для натяжения болта
• Крутящий момент для преодоления силы трения резьбы болта и гайки
• Крутящий момент для преодоления силы трения на опорной поверхности гайки (несущей контактной поверхности)

* Предварительная нагрузка (остаточная нагрузка) = Приложенный крутящий момент минус Потери в результате действия силы трения*

Смазка уменьшает силу трения
Смазка уменьшает силу трения во время затягивания болта, снижает риск разрушения болта во время установки и повышает срок службы болта. Изменение коэффициента трения влияет на величину предварительной нагрузки, достигаемой при определенном крутящем моменте. Более высокая сила трения приводит к меньшему преобразованию крутящего момента в предварительную нагрузку. Для точного определения значения крутящего момента необходимо знать коэффициент трения, обеспечиваемый производителем смазки.

Смазку следует наносить на участок болта, куда навинчивается гайка, и на наружную резьбу соединительных деталей.

Пример того как смазка может понизить действие
силы трения и в большей степени преобразовать крутящий момент в предварительную нагрузку.

Значения давления и крутящего момента, указанные производителем являются максимальными пределами для безопасной эксплуатации оборудования. Рекомендуется использовать только 80% от указанных значений!

Методика динамометрической затяжки
При динамометрической затяжке болты обычно затягивают по одному. Это может привести к формированию сосредоточенной нагрузки и варьированию нагрузки от точки к точке. Чтобы этого избежать, крутящий момент следует сообщать последовательно согласно приведенной схеме:

Последовательное сообщение крутящего момента/
Шаг 1: В результате затягивания гаечным ключом 2-3 витка резьбы выступают над гайкой
Шаг 2: Затяжка каждого болта на одну треть от конечного требуемого крутящего момента, как показано на схеме выше.
Шаг 3: Увеличение крутящего момента до двух третей, как показано на схеме выше.
Шаг 4: Увеличение крутящего момента до полного значения, как показано на схеме выше.
Шаг 5: Заключительный «проход» по всем болтам по часовой стрелке от болта 1 при полном значении крутящего момента.

Крутящий момент раскрепления резьбового соединения
При ослаблении болтов обычно требуется бóльшая величина крутящего момента, чем при затяжке. Это происходит главным образом из-за коррозии и деформации резьбы болтов и гаек.

Невозможно точно вычислить крутящий момент раскрепления резьбового соединения, но, в зависимости от условий, он может до 2 1/2 раз превышать первичный крутящий момент.

Также для раскрепления резьбовых соединений рекомендуется использовать проникающие масла и антизадирные продукты.

Момент затяжки резьбовых соединений.

Хотел написать только момент для динамометрического ключа, но без объяснения обозначения прочности болтов не получится. Тогда начну с прочности:
На крепеже указывают класс прочности — два числа разделённых точкой: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Первое число обозначает предел прочности материала на разрыв, выраженный в тоннах на квадратный сантиметр сечения. На пример диаметр сечения резьбы болта М10 — 8.5мм (наружный диаметр резьбы 10мм вычитаем из него глубину резьбы 1.5мм, глубина резьбы соответствует шагу резьбы — теоретически), соответственно площадь 0.5675 см2,

при маркировке 12.9 прочность на разрыв 0.5675*12=6.81 тонн. Цифра после точки это соотношение предела текучести к пределу прочности, выраженное в десятых долях, это соответствует максимальной рабочей нагрузке. Рекомендуемая нагрузка составляет 0.6-0.7 от предела текучести. Считаем дальше: (болт М10-12.9) предел текучести 6.81*0.9=6.129 т., а рекомендованная рабочая нагрузка не должна превышать 6.129*0.7=4.2903 т. То есть на этот болт можно повесить груз весом не более 4290кг. ;)))
Переходим к моменту затяжки резьбовых соединений: Есть универсальный метод для креплений общего назначения определяется по размеру ключа:

Момент затяжки в зависимости от класса прочности крепежа:

1кгс.м приблизительно равен 10Н.м. Точнее: 1 килограмм-сила-метр [кгс·м] = 9,80664999999931 ньютон-метр [Н·м], то есть для перевода КГс -> Нм надо КГс*9.814, для перевода Нм -> КГс надо Нм*0.1019 (исправлено, спасибо — serega-kadei)
При отсутствии динамометрического ключа, можно воспользоваться безменом, безмен закрепляем на конце ключа и тянем его строго перпендикулярно! Но для определения точного момента нам нужна следующая формула: А/В=С, где А-требуемый момент затяжки, В-длинна от центра резьбы до центра крепления безмена в метрах, С-показания безмена при котором будет обеспечен требуемый момент.

Считаем для болта М10х1.5 12.9 7.9кгс.м, длина ключа от центра резьбы до крепления безмена 22см: 7.9/0.22=35.9(кг)-показания безмена.
Для примера фото от MadCat-OdessaUA

Это основные параметры при затяжке резьбовых соединений.
Отраслевой стандарт можно прочитать по ссылке — gostrf.com/normadata/1/4293834/4293834701.pdf
ОСТ 37.001.031-72 — www.gostrf.com/normativ/1/4293834/4293834703.htm
Скрин из ОСТ

Для справки про основной-крупный шаг резьб:
М6*(шаг) 1(мм), и далее по порядку
М8*1.25,
М10*1.5,
М12*1.75,
М14*2,
М16*2,
М18*2.5,
М20*2.5,
М22*2.5,
М24*3

Сейчас появилось очень много крепежа под "звезду" — Torx
T1: 2-3 Ncm
T2: 7-9 Ncm
T3: 14-18 Ncm
T4: 22-28 Ncm
T5: 43-51 Ncm
T6: 75-90 Ncm
T7: 1.4-1.7 Nm
T8: 2.2-2.6 Nm
T9: 2.8-3.4 Nm
T10: 3.7-4.5 Nm
T15: 6.4-7.7 Nm
T20: 10.5-12.7 Nm
T25: 15.9-19 Nm
T27: 22.5-26.9 Nm
T30: 31.1-37.4 Nm
T40: 54.1-65.1 Nm
T45: 86-103.2 Nm
T50: 132-158 Nm
T55: 218-256 Nm
T60: 379-445 Nm
T70: 630-700 Nm
T80: 943-1048 Nm
T90: 1334-1483 Nm
T100: 1843-2048 Nm

Сейчас почти у всех есть смартфоны и для них есть много программ где есть таблицы с рекомендуемыми значениями. На пример я использую программу MechTab в ней много нужных мне табличных данных, но если нужна только таблица по моменту затяжки лучше поискать другие программы.

Всем удачи!
Запись редактирую и дополняю.

Комментарии 50

Друзья, подскажите, а что значит когда указывается момент затяжки 6.9-10.8 Нм. Этот диапазон? Иногда в мануалах вместо " — " стоит знак " ÷ "
Подскажите кто знает.
Спасибо! 🙂

мега ценная инфа — спс!

парни нет ни у кого случаем программки или excel таблицы, где от длины плеча (ключа/воротка) рассчитывается сила в кг если использовать безмен.
не готов пока купить "динамики"

оно ж в теме и есть!

Почему пишут нижнее значение момента и верхнее, а не одно?

Это все хорошо, но… Вопрос про Затяжку распредвалов, бугелей. Там: Болт М6 класс 10,9 сталь, затяжка 11,8-13,7Нм (так и в мануале стоит у меня в РИО 2 JB ). Этот момент для резьбы стал-сталь. Но у нас ответная резьба алюминий, или сплав, особой разницы нет . Для болтов и гаек М6 из алюминия класс максимальный 5.8. Из вашей таблицы момент затяжки для алюминия М6 составляет 5Нм.
И каким же моментом безопасно мне затягивать распредвалы, — болт М6 в алюмишку, с 5Нм или 13Нм? Разбег большой, есть случаи, что при затяжке в 13-14Нм срывают резьбы, и именно в алюминии, а не болтов стальных.
Вот такая дилемма. На приорах затяжка 6-7Нм. На других иномарках максимум 10Нм для М6.

моментом, который в книжке указан.

В том то и дело. Много случаев, что с нашим моментом в 12-14 Нм срывают резьбы алюминиевые в голове.
Я лично затягивал от руки на чуйку. Так как с 13Нм моментом очень уж после упора проворачивает на большой градус. Для М6 страшновато. С первой затяжкой на заводе еще выдержит, а при повторном лотерея.

Это все хорошо, но… Вопрос про Затяжку распредвалов, бугелей. Там: Болт М6 класс 10,9 сталь, затяжка 11,8-13,7Нм (так и в мануале стоит у меня в РИО 2 JB ). Этот момент для резьбы стал-сталь. Но у нас ответная резьба алюминий, или сплав, особой разницы нет . Для болтов и гаек М6 из алюминия класс максимальный 5.8. Из вашей таблицы момент затяжки для алюминия М6 составляет 5Нм.
И каким же моментом безопасно мне затягивать распредвалы, — болт М6 в алюмишку, с 5Нм или 13Нм? Разбег большой, есть случаи, что при затяжке в 13-14Нм срывают резьбы, и именно в алюминии, а не болтов стальных.
Вот такая дилемма. На приорах затяжка 6-7Нм. На других иномарках максимум 10Нм для М6.

Быть не может, очепятка видимо. Вырвет к бубеням, хоть материал из титана.
14Нм(считай 14Кг) тянем ГБЦ на Газелях, Вазах.
Там болт М12х1.25, еще постараться надо затянуть.
Волга ЗМЗ-402 9-10 Кг, блок аллюминий.

Болт М6 простым ключиком тянем или маленькой трещеткой с головкой. На кой там — динамометр.

Не 14кг получается. А 14Нм это 1,4кг на метр.
Менял гидрики. Все от руки закручивал через маленький вороток-трещетку.
И так дельных ответов я не услышал.
Только прочитав несколько литератур, понял для себя алюминий хитрая штука. Если длинная резьба, то может вытерпеть. Но у нас витков 7 на М6- это мало, и думаю максимум там 6-7Нм можно.

Хорошая статья, но есть пару нюансов первый это ответная часть куда вкручивается тело болта, ее характеристики, второе что если ответная часть из мягкого металла то при многократном откручивании закручивании с нужным моментом резьба все равно страдает имхо. И лучше использовать шпильки вместо болтов)

Таки и шо мы имели сказать?

Безмен — это весы, а динамометр — прибор для измерения силы. Есть у нас на работе таблица стандартных моментов затяжки, там прописаны отдельно моменты для сухой резьбы, смазанной, для меди, латуни, самоконтрящихся гаек, но эти моменты не действуют для аммортизаторов, различных фланцев, фланцев с прокладками и т.п., там моменты прописаны в мануале отдельно для каждого случая, к тому же сюда ещё стоит добавить болты А2/А4-70 и А4-80. Так что на вопрос «а как мне затянуть эту фигню» могу только посоветовать прочитать мануал так как болт может быть 10.9, но вкручиваться в силумин, соответственно стандартный момент тут не проканает, ну или как раньше часто допускали ошибку при переборке карбюратора, когда стягивали половинки с применением богатырской силушки, из-за чего лапки на корпусе деформировались, что приводило к подсосу лишнего воздуха.

Вопрос. На Рио 2 в мануале для затяжки шеек распредвала указано 12-14 Нм. Болт М6 класс 10. 14Нм для сталь-сталь. А они вкручиваются в алюминий. Много случаев, что слизывают резьбу в алюминии. Каким правильным и безопасным моментом в этом случае затягивать? Сам лично провернул болт на успокоителе, не было инфы, и тянул 13нм, но нам указан 8 класс. Тут я сам сглупил, на класс болта не посмотрел.

Соррян но может стоит на калённый заменить болт))?

Проблема не в болте. Он стальной и надежный. А вопрос в ответной резьбе в голове блоке цилиндра. Голова алюминиевая, соответственно резьба короткая и алюминиевая мягкая может не выдержать таких усилий как стальной болт.

А так уже поменял гидрики. Отложил я все эти ньютоны на полку. И крутил на чуйку от руки малой трещоткой, до упора и еще "чютка ". ))
Все норм.

аа ну понятно) ну если со шляпкой зубчатой они понадёжней и не так срываются) ну да ладно. я вообще маленькие от руки иногда срываю)) хз почему

Безмен — это весы, а динамометр — прибор для измерения силы. Есть у нас на работе таблица стандартных моментов затяжки, там прописаны отдельно моменты для сухой резьбы, смазанной, для меди, латуни, самоконтрящихся гаек, но эти моменты не действуют для аммортизаторов, различных фланцев, фланцев с прокладками и т.п., там моменты прописаны в мануале отдельно для каждого случая, к тому же сюда ещё стоит добавить болты А2/А4-70 и А4-80. Так что на вопрос «а как мне затянуть эту фигню» могу только посоветовать прочитать мануал так как болт может быть 10.9, но вкручиваться в силумин, соответственно стандартный момент тут не проканает, ну или как раньше часто допускали ошибку при переборке карбюратора, когда стягивали половинки с применением богатырской силушки, из-за чего лапки на корпусе деформировались, что приводило к подсосу лишнего воздуха.

Как рассчитать момент затяжки

На предмет массой 1 кг действует сила тяжести, равная 1 кгс. В новой системе мер 1 кгс соответствует 9,8 Н (ньютона). Другими словами, на предмет массой 1 кг действует динамическое ускорение 9,8 м/с2.

На рисунках показана зависимость значения момента затяжки от длины рычага. В первом случае к концу ключа прикладывается усилие 10 кг. Длина ключа равна 10 см. Таким образом, на болт действует момент затяжки, равный 10 Нм. Если длину ключа увеличить в два раза, а усилие оставить неизменным, то на болт будет действовать в два раза больший момент, т. е. 20 Нм.

Обычно момент затяжки указывается в Нм. В Руководстве по ремонту крутящий момент также указывается в фунтах или фунт-сила-фут. При большом количестве разнообразных деталей, закрепленных с помощью болтов и гаек, важное значение приобретают правильные значения моментов затяжки. Для затяжки болтов и гаек определенным моментом используется динамометрический ключ.

Метод приложения крутящего момента

Самый распространенный и, вероятно, самый простой метод затяжки резьбовых соединений. Он заключается в создании на гайке крутящего момента, обеспечивающего необходимое усилие предварительной затяжки. А главное его преимущество в том, что он очень прост, занимает минимум времени и используемый инструмент сравнительно не дорог.

Крутящий момент (Мкр, в Нм) – это момент силы, приложенной к гайке на определенном расстоянии от её центра (произведение силы на плечо), действие которого вызывает поворот гайки вокруг оси.

Болт в резьбовом соединении находится под постоянным механическим напряжением и устойчив к усталости. Однако, если первоначальное усилие слишком мало, под действием изменяющихся нагрузок болт быстро будет повреждаться. Если первоначальное усилие слишком велико, процесс затяжки может привести к разрушению болта. Следовательно, надежность зависит от правильности выбора первоначального усилия и, соответственно, необходим контроль крутящего момента на гайке.

Метод заключается в создании на гайке крутящего момента, в результате чего гайка закручивается по резьбе, создавая усилие затяжки

Расход приложенного
усилияРасположение трущихся поверхностей

Критичным фактором при затяжке резьбового соединения является усилие предварительной затяжки соединяемых деталей. Крутящий момент косвенно характеризует величину усилия предварительной затяжки.

Усилие предварительной затяжки (Q, в H), на которое производится затяжка резьбового соединения, обычно принимается в пределах 75-80%, в отдельных случаях 90%, от пробной нагрузки.

Пробная нагрузка (N, в H) является контрольной величиной, которую стержневая крепежная деталь должна выдержать при испытаниях. Пробная нагрузка приблизительно, на 5%-10% меньше, произведения предела текучести стержневой крепежной детали на номинальную площадь сечения.

Пробная нагрузка, в соответствии с ГОСТ 1759.4, для крепежных деталей с классом прочности 6.8 и выше составляет 74-79% от минимальной разрушающей нагрузки (P, в H).

Минимальная разрушающая нагрузка соответствует произведению предела прочности (временному сопротивлению разрыву) стержневой крепежной детали на номинальную площадь сечения.

Соответственно, усилие предварительной затяжки не должно приводить к переходу стержневой крепежной детали из области упругой в область пластической деформации материала.

Нередко возникает вопрос почему «предварительной». Дело в том, что затяжка соединений подразумевает создание во всех деталях — и крепежных, и соединяемых, некоторых напряжений. При этом в упруго напряженных телах проявляются некоторые механизмы пластических деформаций, ведущие к убыванию напряжений во времени (явление релаксации напряжений). Поэтому по истечении некоторого времени усилие затяжки соединения несколько снижается без каких либо дополнительных силовых воздействий на него.

Требуемый крутящий момент затяжки конкретного соединения зависит от нескольких переменных:

1. Коэффициент трения между гайкой и стержневой крепежной деталью;
2. Коэффициент трения между поверхностью гайки и поверхностью соединяемой детали;
3. Качество и геометрия резьбы.

Наибольшее значение имеет трение в резьбе между гайкой и стержневой крепежной деталью, а также гайкой и поверхностью соединяемой детали, которые зависят от таких факторов как, состояние контактных поверхностей, вид покрытия, наличие смазочного материала, погрешности шага и угла профиля резьбы, отклонение от перпендикулярности опорного торца и оси резьбы, скорость завинчивания и др.

Потери на трение могут быть достаточно большими. При практически сухом трении, грубой поверхности и усадке материала, потери могут быть такими большими, что при затяжке на непосредственно напряжение соединения останется не более 10% момента (см. рисунок выше). Остальные 90% уходят на преодоление сопротивления трения и усадку.

Для иллюстрации покажем следующий пример: когда оборудование установлено, соединения новые и чистые. Через несколько лет работы они становятся загрязненными, перекодированными и т.п. Таким образом, при откручивании и затяжке, «паразитное» трение больше. И хотя гайковерт будет показывать требуемый момент, требуемое сжатие соединения не будет достигнуто. И когда при эксплуатации, на резьбовое соединение будет воздействовать нагрузки или вибрация, велик риск самоослабления соединения и как результат — аварии.

Коэффициент трения можно снизить, используя масло, но не чрезмерно, поскольку при этом велика опасность чрезмерного падения сопротивления, и превышения силы напряжения соединения, что может привести к разрушению стержневой крепежной детали.

Значения коэффициента трения в реальных условиях сборки можно лишь прогнозировать. Как показывают многочисленные эксперименты, они не стабильны. В табл. приведены их справочные значения.

В большинстве случаев для ответственных резьбовых соединений предусмотрен такой параметр как момент затяжки болтов. Это означает, что каждый конкретный болт или гайка, должны быть затянуты в определённом узле с точно измеренным усилием, для того чтобы можно было гарантировать надёжность его дальнейшей эксплуатации. Определение момента затяжки болтов возможно расчётным путём (что делается при разработке и проектировании оборудования и техники).

Для того, чтобы рядовые пользователи имели возможность без расчета момента затяжки болтов, избежать проблемы «свёрнутой» резьбы (особенно когда дело касается автомобилей, где принято затягивать каждый винт с предельно возможной силой) и, с другой стороны, не допускать самопроизвольного откручивания крепежа применяются динамометрические ключи. С использованием динамометрического ключа момент затяжки болтов головки измеряется с высокой точностью и даёт возможность самостоятельного качественного выполнения работ.

Этот инструмент по своей конструкции может быть измерительным или контрольно-измерительным.

Момент затяжки болтов

16/05/2016

Усилие затяжки болтов

Момент затяжки болтов – это сила, которая прикладывается к гайке при навинчивании ее на резьбовой стержень болта. Очень важно правильно ее рассчитать. Если она будет слишком маленькая, то воздействие нагрузок приведет к отвинчиванию гайки. При сильной затяжке произойдет разрушение метиза и, соответственно, всей конструкции.

В наше время значения крутящих моментов для резьбовых сталей рассчитаны и занесены в различные справочники. Чтобы облегчить ваши поиски, ниже приведены таблицы со справочными значениями крутящего момента и предварительных усилий затяжки для высокопрочных болтов с нормальным (крупным) и мелким шагами резьбы.

Существует два метода затяжки болтов:

1. Неконтролируемый – при данном методе используется оборудование или операции, при которых усилия, приложенные к крепежу не могут быть измерены. Нагрузка, действующая на крепление, обеспечивается с помощью молотка и гаечного ключа.

2. Контролируемый метод затяжки – он обеспечивается с помощью использования калиброванного и / или измеряемого оборудования, соблюдения предписанных операций. Данный метод может осуществляться двумя способами:

• Затяжка с помощью динамометрического инструмента – нагрузка на крепежную пару достигается с помощью контролируемого использования инструмента.

• Натяжение болта – необходимая нагрузка на крепежные элементы достигается путем натяжения болта в осевом направлении с использованием специальных инструментов.

Контролируемый метод затяжки имеет ряд преимуществ перед неконтролируемым:

1) Точная нагрузка на крепеж – использование инструментов позволить применить более значительные усилия не опасаясь разрушения крепежа.

2) Равномерность нагрузки – равномерность действия сил очень важна для узлов, в которых применяются уплотнительные прокладки, поскольку для них необходимо равномерное сжатие.

3) Безопасность работы – использование инструментов позволяет уменьшить риск травм, так как работники должны иметь соответствующую подготовку, перед работой с оборудованием.

4) Повышение производительности – время выполнения затяжки с помощью инструмента намного меньше, чем вручную, соответственно, снижается утомляемость рабочих и повышается производительность.

5) Достижение нужного результата с первого раза.

Все приведенные выше параметры предназначены для новых соединений. Необходимо помнить, что ранее использованные крепежи при повторной затяжке будут создавать дополнительное «паразитное» трение. Даже если гайковерт покажет нужный момент затяжки, не будет достигнуто требуемое сжатие и, как следствие, при эксплуатации повысится риск разрушения или самоослабления соединения, что может привести к аварии.