Меню

Усилие при затяжке болтов измерение



Усилие при затяжке болтов измерение

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИСПЫТАНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА И УСИЛИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЗАТЯЖКИ

Fasteners — Torque/clamp force testing

ОКС 21.060.10
ОКП 16 0000

Дата введения 2010-01-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт» (ФГУП «НАМИ») на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 229 «Крепежные изделия»

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 16047:2005 «Изделия крепежные. Испытания крутящего момента/усилия предварительной затяжки» (ISO 16047:2005 «Fasteners — Torque/clamp force testing»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении А

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет условия для проведения испытаний крутящего момента и усилия предварительной затяжки для крепежных изделий с резьбой или аналогичных деталей.

Настоящий стандарт применяется в основном для болтов и гаек с метрической резьбой размерами от М3 до М39 из углеродистой и легированной стали, механические свойства которых установлены в ИСО 898-1, ИСО 898-2 и 898-6. Они применимы к комбинации других крепежных изделий с наружной и внутренней резьбами по ИСО 68-1.

Настоящий стандарт не применяется для резьбовых штифтов и аналогичных деталей, не подвергаемых растягивающим напряжениям, для болтов с прессованной резьбой и для самостопорящихся крепежных изделий.

Если не согласовано иное, то испытания проводят при комнатной температуре. Испытания при установленных условиях проводят при температуре от 10 °С до 35 °С.

Этот способ позволяет определять свойства затяжки крепежных изделий с резьбой и аналогичных деталей.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанные стандарты. Для недатированных ссылок применяют последние издания указанных стандартов.

ИСО 68-1 Резьбы ИСО общего назначения. Основной профиль. Часть 1. Резьбы метрические

ИСО 273:1979 Отверстия сквозные для болтов и винтов

ИСО 898-1 Механические свойства крепежных изделий из углеродистой и легированной стали. Часть 1. Болты, винты и шпильки

ИСО 898-2 Механические свойства крепежных изделий. Часть 2. Гайки с установленными значениями пробной нагрузки. Крупная резьба

ИСО 898-6 Механические свойства крепежных изделий. Часть 6. Гайки с установленными значениями пробной нагрузки. Мелкая резьба

ИСО 4014 Болты с шестигранной головкой. Классы точности А и В

ИСО 4017 Болты с шестигранной головкой и резьбой до головки. Классы точности А и В

ИСО 4032 Гайки шестигранные. Тип 1. Классы точности А и В

ИСО 4033 Гайки шестигранные. Тип 2. Классы точности А и В

ИСО 4042:1999 Изделия крепежные. Электролитические покрытия

ИСО 4759-3:2000 Изделия крепежные. Допуски. Часть 3. Плоские шайбы для болтов, винтов и гаек. Классы точности А и С

ИСО 4762 Болты с цилиндрической головкой и шестигранным углублением под ключ

ИСО 6892 Материалы металлические. Испытания на растяжение при температуре окружающей среды

ИСО 7093-1 Плоские шайбы. Большой ряд. Часть 1. Класс точности А

ИСО 8673 Гайки шестигранные типа 1 с метрической мелкой резьбой. Классы точности А и В

ИСО 8674 Гайки шестигранные типа 2 с метрической мелкой резьбой. Классы точности А и В

ИСО 8765 Болты шестигранные с цилиндрическим стержнем и метрической мелкой резьбой. Классы точности А и В

ИСО 15071 Болты шестигранные с фланцем. Легкая серия. Класс точности А

ИСО 15072 Болты шестигранные с фланцем с мелкой резьбой. Легкая серия. Класс точности А

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 усилие предварительной затяжки, : Осевая растягивающая сила, воздействующая на цилиндрический стержень болта, или сжимающая сила, воздействующая на стягиваемые детали во время затягивания.

3.2 усилие предварительной затяжки на пределе текучести, : Усилие предварительной затяжки, при котором под действием объемного напряженного состояния, возникающего при затягивании, удлинение цилиндрического стержня болта превышает упругое.

3.3 усилие разрыва, : Максимальное усилие предварительной затяжки, при котором под действием объемного напряженного состояния при затягивании возникает разрыв цилиндрического стержня болта.

3.4 крутящий момент затяжки, : Крутящий момент, воздействующий на гайку или болт во время затягивания.

3.5 крутящий момент на пределе текучести, : Крутящий момент, при котором достигается усилие предварительной затяжки на пределе текучести.

3.6 крутящий момент в резьбе, : Крутящий момент, который воздействует через сопряженную резьбу на цилиндрический стержень болта.

3.7 крутящий момент трения на опорной поверхности, : Крутящий момент, который воздействует при затягивании через опорные поверхности на стягиваемые детали.

3.8 крутящий момент при разрыве, : Крутящий момент, при котором достигается усилие разрыва.

Читайте также:  Измерение посадки с натягом

Источник

Усилие при затяжке болтов измерение

ГОСТ ISO 16047-2015

ИСПЫТАНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА И УСИЛИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЗАТЯЖКИ

Fasteners. Torque/clamp force testing

МКС 21.060.01*
ОКП 16 0000
______________
* По данным официального сайта Росстандарт
ОКС 21.060.10, здесь и далее по тексту. —
Примечание изготовителя базы данных.

Дата введения 2018-01-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ» (ФГУП «НАМИ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 сентября 2015 г. N 80-П)

За принятие стандарта голосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2016 г. N 403-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 16047-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2018 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 16047:2005* «Изделия крепежные. Испытания крутящего момента/усилия предварительной затяжки» («Fasteners — Torque/clamp force testing», IDT), включая изменение к нему ISO 16047:2005/Amd 1:2012.
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт разработан техническим комитетом ISO/TC 2 «Изделия крепежные» совместно с CEN/TC 185 «Изделия крепежные механические».

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты» (по состоянию на 1 января текущего года), а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет условия для проведения испытаний крутящего момента и усилия предварительной затяжки для крепежных изделий с резьбой или аналогичных деталей.

Настоящий стандарт применяется в основном для болтов, винтов и гаек с метрической резьбой размерами от М3 до М39 из углеродистой и легированной стали, механические свойства которых установлены в ISO 898-1, ISO 898-2. Они применимы к комбинации других крепежных изделий с наружной и внутренней резьбами по ISO 68-1.

Настоящий стандарт не применяется для резьбовых штифтов и аналогичных деталей, не подвергаемых растягивающим напряжениям, для болтов с прессованной резьбой и для самостопорящихся крепежных изделий.

Если не согласовано иное, то испытания проводят при комнатной температуре. Испытания при установленных условиях проводят при температуре от 10°С до 35°С.

Этот способ позволяет определять свойства затяжки крепежных изделий с резьбой и аналогичных деталей.

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа, для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все изменения).
________________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных.

ISO 68-1 ISO General purpose metric screw thread — Basic profil — Part 1: Metric screw thread (Резьбы ИСО общего назначения — Основной профиль — Часть 1: Резьбы метрические)

ISO 273:1979 Fasteners — Clearance holes for bolts and screws (Изделия крепежные — Отверстия с зазором для болтов и винтов)

ISO 898-1 Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts, screws and studs with specified property classes — Coarse thread and fine pitch thread (Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и легированных сталей — Часть 1: Болты, винты и шпильки установленных классов прочности — Крупный и мелкий шаг резьбы)

ISO 898-2 Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 2: Nuts with specified property classes — Coarse thread and fine pitch thread (Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и легированных сталей. Часть 2. Гайки установленных классов прочности — Крупный и мелкий шаг резьбы)

ISO 4014 Hexagon head bolts — Product grades A and В (Болты с шестигранной головкой — Классы точности А и В)

ISO 4017 Hexagon head screws — Product grades A and В (Винты с шестигранной головкой. Классы точности А и В)

ISO 4032 Hexagon regular nuts (style 1) — Product grades A and В (Гайки шестигранные нормальные (тип 1) — Классы точности А и В

ISO 4033 Hexagon high nuts (style 2) — Product grades A and В (Гайки шестигранные высокие (тип 2) — Классы точности А и В)

Читайте также:  Метрология измерения при контроле качества

ISO 4042:1999 Fasteners — Electroplated coatings (Изделия крепежные — Электролитические покрытия)

ISO 4759-3:2000 Tolerances for fasteners — Part 3: Plain washers for bolts, screws and nuts — Product grades A and С (Изделия крепежные. Допуски — Часть 3: Плоские шайбы для болтов, винтов и гаек. Классы точности А и С)

ISO 4762 Hexagon socket head cap screws ( Винты с цилиндрической головкой и шестигранным углублением под ключ)

ISО 6892 Metallic materials — Tensile testing at ambient temperature
_______________
Стандарт заменен на ISO 6892-1:2009. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.

ISO 7093-1 Plain washers — Large series — Part 1: Product grade А (Шайбы плоские — Крупная серия — Часть 1: Класс точности А)

ISO 8673 Hexagon regular nuts (style 1) with metric fine pitch thread — Product grades A and В (Гайки шестигранные нормальные (тип 1) с метрической резьбой с мелким шагом — Классы точности А и В)

ISO 8674 Hexagon high nuts (style 2) with metric fine pitch thread — Product grades A and В (Гайки шестигранные высокие (тип 2) с метрической резьбой с мелким шагом — Классы точности А и В)

ISO 8765 Hexagon head bolts with metric fine pitch thread — Product grades A and В (Болты с шестигранной головкой с мелким шагом резьбы. Классы точности А и В)

ISO 15071 Hexagon bolts with flange — Small series — Product grade А (Болты шестигранные с фланцем — Легкая серия — Класс точности А)

ISO 15072 Hexagon bolts with flange with metric fine pitch thread — Small series — Product grade A (Болты с шестигранной головкой с мелким шагом резьбы — Легкая серия — Класс точности А)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 усилие предварительной затяжки (clamp force F): Осевая растягивающая сила, воздействующая на цилиндрический стержень болта, винта, или сжимающая сила, воздействующая на стягиваемые детали во время затягивания.

3.2 усилие предварительной затяжки на пределе текучести (yield clamp force ): Усилие предварительной затяжки, при котором под действием объемного напряженного состояния, возникающего при затягивании, удлинение цилиндрического стержня болта, винта превышает упругое.

3.3 усилие разрыва (ultimate clamp force ): Максимальное усилие предварительной затяжки, при котором под действием объемного напряженного состояния при затягивании возникает разрыв цилиндрического стержня болта, винта.

3.4 крутящий момент затяжки (tightening torque wrenching torque applied torque ): Крутящий момент, воздействующий на гайку или болт/винт во время затягивания.

3.5 крутящий момент на пределе текучести (yield tightening torque ): Крутящий момент, при котором достигается усилие предварительной затяжки на пределе текучести.

3.6 крутящий момент в резьбе (thread torque ): Крутящий момент, который воздействует через сопряженную резьбу на цилиндрический стержень болта, винта.

3.7 крутящий момент трения на опорной поверхности (bearing surface friction torque ): Крутящий момент, который воздействует при затягивании через опорные поверхности на стягиваемые детали.

3.8 крутящий момент при разрыве (ultimate tightening torque ): Крутящий момент, при котором достигается усилие разрыва.

4 Обозначения

Таблица 1 — Символы и их обозначения

Источник

Таблица усилий затяжки при монтаже метрического крепежа

В повседневной жизни множество людей и компаний использует крепеж. Чтобы эффективно использовать крепеж, необходимо знать его технические характеристики, в особенности степень затяжки.

Что такое момент затяжки резьбовых соединений?

Определение степени затяжки резьбовых элементов проводится с целью повышения прочности соединения, увеличения срока службы и повышения сопротивляемости соединения различным негативным факторам. Для каждого крепежного элемента есть оптимальная степень затяжки резьбовых элементов на посадочном месте, которая рассчитывается на основе приложенных нагрузок, температурных режимов и свойств материалов.

Момент затяжки – это усилие, прилагаемое к крепежному элементу при его закручивании в резьбовое соединение. Если мы будем закручивать крепеж с меньшим усилием, чем это необходимо, то, под воздействием внешних факторов (например, вибраций), резьбовое соединение может раскрутиться, не обеспечив необходимую герметичность между скрепляемыми деталями. И наоборот, если “перекрутить” крепежный элемент больше, чем это необходимо, может произойти разрушение самого крепежного элемента или скрепляемых деталей. Например, могут появиться сколы, трещины в деталях или сорваться резьба на крепежном элементе.

Для любого размера и класса прочности крепежного элемента определены наилучшие моменты затяжки. Данные значения занесены в специальную таблицу усилий затяжки метрических болтов динамометрическим ключом. Обозначение класса прочности болта обычно указывается на головке болта.

Определение момента затяжки

Рассмотрим порядок определения момента затяжки с помощью динамометрического ключа.

Динамометрический ключ можно разделить на несколько видов.

Стрелочный ключ

Самый простой в использовании вид ключа. Принцип его работы основан на отклонении рычага со шкалой относительно неподвижного указателя. Ручка торсион используется для передачи усилия на крепежное изделие. Стрелка указатель с одной стороны прикреплена к головке ключа, а с другой стороны свободна и служит указателем, который показывает значение крутящего момента в определённый момент времени.

Из плюсов можно выделить:

  • низкую стоимость изделия;
  • шкала работает в обе стороны. Она позволяет закручивать крепежные изделия как с правой, так и с левой резьбой.
Читайте также:  Как правильно измерить неравномерный прокат

Из недостатков можно выделить:

  • низкую точность (погрешность измерений составлять от 4 до 10%);
  • данные ключи нельзя отрегулировать и, в связи с этим они со временем изнашиваются и теряют точность измерений, что делает их непригодным к использованию;
  • крайне сложно работать в труднодоступных местах, потому что необходимо всегда следить за затяжкой по стрелке указателю;
  • отсутствует храповый механизм, как у ключа трещотки, в связи с этим ключ приходится всегда переставлять заново;

Предельный ключ (белковый)

Конструкция данного динамометрического ключа показана на картинке. В данном ключе есть специальный механизм, который даёт установить на нём необходимый крутящий момент и передать его на закручиваемый элемент. Также у данного ключа есть храповый механизм, как у обычной ;трещотки. Необходимый момент затяжки можно выставить при помощи шкал, расположенных на корпусе изделия. Как только при закручивании необходимый момент затяжки будет достигнут, прозвучит щелчок и сработает фиксатор, который не позволит превысить выставленную силу момента. Предельный ключ очень удобен в работе, так как при его использовании необходимо просто закручивать соединение до щелчка. Данные ключи имеют большой диапазон крутящего момента (от 5 до 3000 Нм). Размеры присоединительных приводов от 1/4 дюйма до 1 дюйма.

Из плюсов можно выделить:

  • погрешность данного ключа составляет не более 4%;
  • достаточно прост в использовании, так как есть храповый механизм;
  • можно заранее выставить необходимый крутящий момент, при достижении которого ключ издаст характерный щелчок;
  • легко использовать в труднодоступных местах;
  • может работать с крепежными изделиями как с правой, так и с левой резьбой.

Из недостатков можно выделить:

  • необходимость калибровки данного ключи;
  • со временем храповый механизм может выйти из строя, но можно отдельно приобрести рем комплект для некоторых моделей ключа.

Цифровой

По сравнению с предыдущими моделями ключей, данный динамометрический ключ имеет множество возможностей. Специальный датчик ключа генерирует сигнал, который преобразуется в необходимую величину крутящего момента и выводится на экран электронного ключа. У данного ключа минимальная погрешность измерений, благодаря электронным компонентам. На дисплее выставляется необходимый момент закручивания, при достижении которого данный ключ издает звуковой сигнал. Во время работы на экране выводится значение крутящего момента в реальном времени.

Из плюсов можно выделить:

  • вывод значений крутящего момента в разных значениях силы;
  • имеет световую и звуковую индикацию;
  • высокая точность измерений (низкая погрешность);
  • может работать с крепежными изделиями как с правой, так и с левой резьбой;
  • не требует регулировки благодаря электронной начинке;
  • удобство работы за счет храпового механизма;
  • сохраняет измеряемые значения в память устройства.

Из недостатков можно выделить:

  • высокая стоимость по сравнению с ключами других видов.

Данный инструмент должен быть подобран таким образом, чтобы момент затяжки крепежного элемента был на 20−30% меньше, чем максимальный момент на используемом ключе. При попытке превысить предел, ключ быстро выйдет из строя. Усилие на затяжку и тип стали указывается на каждом болте.

Таблица усилий затяжки метрических болтов

Размер Класс прочности
N.m*
3.6 4.6 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9
М1,6 0,05 0,07 0,09 0,11 0,14 0,18 0,21 0,26 0,31
М2 0,11 0,14 0,18 0,24 0,28 0,38 0,42 0,53 0,63
М2,5 0,22 0,29 0,36 0,48 0,58 0,78 0,87 1,09 1,31
М3 0,38 0,51 0,63 0,84 1,01 1,35 1,52 1,90 2,27
М4 0,71 0,95 1,19 1,59 1,91 2,54 2,86 3,57 4,29
М5 1,71 2,28 2,85 3,80 4,56 6,09 6,85 8,56 10,3
М6 2,94 3,92 4,91 6,54 7,85 10,5 11,8 14,7 17,7
М8 7,11 9,48 11,9 15,8 19,0 25,3 28,4 35,5 42,7
М10 14,3 19,1 23,8 31,8 38,1 50,8 57,2 71,5 85,8
М12 24,4 32,6 40,7 54,3 65,1 86,9 97,7 122 147
М14 39 52 65 86,6 104 139 156 195 234
М16 59,9 79,9 99,8 133 160 213 240 299 359
М18 82,5 110 138 183 220 293 330 413 495
М20 117 156 195 260 312 416 468 585 702
М22 158 211 264 352 422 563 634 792 950
М24 202 270 337 449 539 719 809 1011 1213
М27 298 398 497 663 795 1060 1193 1491 1789
М30 405 540 675 900 1080 1440 1620 2025 2430
М33 550 734 917 1223 1467 1956 2201 2751 3301
М36 708 944 1180 1573 1888 2517 2832 3540 4248
М39 919 1226 1532 2043 2452 3269 3678 4597 5517
М42 1139 1518 1898 2530 3036 4049 4555 5693 6832
М45 1425 1900 2375 3167 3800 5067 5701 7126 8551
М48 1716 2288 2860 3313 4576 6101 6864 8580 10296
М52 2210 2947 3684 4912 5895 7859 8842 11052 13263
М56 2737 3650 4562 6083 7300 9733 10950 13687 16425
М60 3404 4538 5673 7564 9076 12102 13614 17018 20422
М64 4100 5466 6833 9110 10932 14576 16398 20498 24597
М68 4963 6617 8271 11029 13234 17646 19851 24814 29777

*где N.m — крутящий момент. Равен произведению силы на плечо ее применения и измеряется в ньютон-метрах. Таким образом, если к гаечному ключу длиной 1 метр (плечо), приложить силу в 1 Ньютон (перпендикулярно на конце ключа), то мы получим крутящий момент равный 1 Нм.

Источник