Як правильно розрахувати момент затягування болтів: таблиці

Що таке момент затягування ?

Момент затягування (або крутний момент) – це фізична величина, що визначає силу, яка прикладається до різьбового з'єднання (болта або гайки) під час його затягування. Він вимірюється в ньютон-метрах (Н·м) та визначає ступінь натягу болта, який утримує з'єднувані деталі.

Правильне затягування болтів є критично важливим для забезпечення надійності та безпеки різьбових з'єднань у різних конструкціях та механізмах. Неправильний момент затягування може призвести до послаблення з'єднання або навіть до його руйнування. У цій статті розглянемо основні аспекти вибору моменту затягування болтів та надамо відповідні таблиці для різних класів міцності та діаметрів різьби.

 

Важливість правильного моменту затягування

Момент затягування визначає силу, з якою болт притискає з'єднувальні деталі. Недостатнє затягування може спричинити послаблення з'єднання під впливом вібрацій або навантажень, тоді як надмірне затягування може призвести до деформації або руйнування болта чи різьби. Тому важливо дотримуватися рекомендованих значень моменту затягування для кожного типу болта та умов експлуатації.

Чому важливо дотримуватися правильного моменту затягування?

Правильний момент затягування гарантує:

• Оптимальний розподіл навантаження – запобігає нерівномірному зносу деталей.
• Запобігання пошкодженню різьби – надмірне затягування може зірвати різьблення або зламати болт.
• Безпеку експлуатації – особливо критично в автомобільній та авіаційній промисловості.

Фактори, що впливають на вибір моменту затягування

При визначенні оптимального моменту затягування слід враховувати такі фактори:

• Клас міцності болта: Вищий клас міцності дозволяє застосовувати більший момент затягування.
• Діаметр та крок різьби: Зі збільшенням діаметра болта збільшується і рекомендований момент затягування.
• Матеріал болта та з'єднуваних деталей: Різні матеріали мають різні механічні властивості, що впливає на допустимий момент затягування.
• Наявність мастила або покриття: Застосування мастила зменшує тертя в різьбовому з'єднанні, що дозволяє досягти необхідного затягування при меншому моменті.

Таблиця моментів затягування для метричних болтів

Нижче наведено рекомендовані значення моментів затягування для болтів різних класів міцності та діаметрів різьби. Ці значення є орієнтовними та можуть змінюватися в залежності від конкретних умов експлуатації. Завжди звертайтеся до технічної документації виробника для отримання точних даних.

Зусилля попередньої затягування та крутний момент нарізного з'єднання з великим кроком різі та коефіцієнтом тертя 0,14

Номінальний діаметр різьби	Крок різьби, P	Номінальна площа перерізу As, мм2	Зусилля попередньої затягування Q, H					Крутний момент Мкр Hm
			4,6	5,6	8,8	10,9	12,9	4,6	5,6	8,8	10,9	12,9
М4	0,7	8,78	1280	1710	4300	6300	7400	1,02	1,37	3,3	4,8	5,6
М5	0,8	14,2	2100	2790	7000	10300	12000	2,0	2,7	6,5	9,5	11,2
М6	1,0	20,1	2960	3940	9900	14500	17000	3,5	4,6	11,3	16,5	19,3
М8	1,25	36,6	5420	7230	18100	26600	31100	8,4	11	27,3	40,1	46,9
М10	1,5	58	8640	11500	28800	42200	49400	17	22	54	79	93
М12	1,75	84,3	12600	16800	41900	61500	72000	29	39	93	137	160
М14	2,0	115	17300	23100	57500	84400	98800	46	62	148	218	255
М16	2,0	157	23800	31700	78800	115700	135400	71	95	230	338	395
М18	2,5	193	28900	38600	99000	141000	165000	97	130	329	469	549
М20	2,5	245	37200	49600	127000	181000	212000	138	184	464	661	773
М22	2,5	303	46500	62000	158000	225000	264000	186	250	634	904	1057
М24	3,0	353	53600	71400	183000	260000	305000	235	315	798	1136	1329
М27	3,0	459	70600	94100	240000	342000	400000	350	470	1176	1674	1959
М30	3,5	561	85700	114500	292000	416000	487000	475	635	1597	2274	2662
М33	3,5	694	107000	142500	636000	517000	605000	645	865	2161	3078	3601
М36	4,0	817	125500	167500	427000	608000	711000	1080	1440	2778	3957	4631
М39	4,0	976	151000	201000	512000	729000	853000	1330	1780	3597	5123	5994

 

Формула визначення крутного моменту:

Мкр = KPd,

 

де K – коефіцієнт закручування, застосовуваний до болта (використовується середнє значення з сертификата заводу-виробника),

P – величина контрольованого зусилля затягування болта (не враховуються втрати від релаксації), кН;

d – номінальний діаметр різьбової частини болта, мм.

 

Методи затягування болтів

1. Затягування із застосуванням динамометричного ключа – найточніший метод, який дозволяє контролювати зусилля затягування.
2. Затягування "на відчуття" – підходить для малих з'єднань, але не забезпечує точності.
3. Затягування за методом кутового обертання – після початкового затягування болта його довертають на певний кут, що дає точніший натяг.

 

Рекомендації щодо затягування болтів

• Використовуйте динамометричний ключ: Це дозволить точно контролювати момент затягування та уникнути перевищення допустимих значень. Врахуйте що динамометричний ключ має бути обов'язково повірений.
• Перевіряйте стан різьби: Перед затягуванням переконайтеся, що різьба чиста та не пошкоджена.
• Застосовуйте мастило за потреби: Якщо це передбачено технічною документацією, використовуйте відповідне мастило для зменшення тертя та досягнення необхідного моменту затягування.
• Дотримуйтесь послідовності затягування: Особливо важливо при затягуванні фланцевих або багатоболтових з'єднань. Рівномірне затягування забезпечує кращий розподіл навантаження.

 

Використання спеціальних інструментів для контролю моменту затягування

Застосування звичайного гайкового ключа не гарантує точність моменту затягування, оскільки зусилля залежить від майстерності та відчуттів механіка. Тому в технічно відповідальних з'єднаннях використовуються спеціальні інструменти, такі як динамометричні ключі.

При виборі динамометричного ключа слід враховувати максимальне допустиме навантаження. Оптимальним є інструмент, що на 25–30% перевищує середню необхідну величину моменту затягування.

 

Як правильно затягувати болти динамометричним ключем?

1. Очистити болти та різьбові з'єднання від бруду, іржі та сторонніх частинок.
2. Встановити необхідний момент затягування на ключі, дотримуючись інструкції.
3. Почати затягування, плавно прикладаючи зусилля.
4. Дочекатися клацання (у граничному ключі) або відповідного сигналу (у цифровому).
5. Переконатися в надійності з'єднання та уникати надмірного затягування.

 

Наслідки неправильного затягування болтів

Надмірне зусилля

• Руйнування болта через надмірне розтягнення.
• Зрив різьби, що унеможливлює повторне використання отвору.
• Деформація деталей, що з'єднуються.

Недостатнє затягування

• Вібрація та поступове ослаблення кріплення.
• Витікання рідин у системах, де важлива герметичність (наприклад, у трубопроводах).
• Прискорений знос деталей через мікрорухи.

 

Як визначити правильний момент затягування?

Для визначення оптимального моменту затягування використовують спеціальні таблиці, складені на основі експериментальних даних.

Формування таблиць відбувається шляхом поступового збільшення моменту затягування до руйнування болта. Оптимальним значенням вважається 75–80% від граничного моменту руйнування.

Правильний момент затягування – це важливий параметр для надійної роботи різьбових з'єднань. Використання динамометричних ключів і дотримання рекомендованих значень моментів затягування допомагає запобігти передчасному зносу деталей, пошкодженню кріплення та аварійним ситуаціям.