ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
Калькулятор момента затяжки болтов
Диапазон момента затяжки и целевой преднатяг по классу прочности и состоянию трения (метод K-коэффициента), включая мелкую резьбу, дюймовые UNC/UNF и шпильки
⚠ Для шпилек выводятся три параллельные колонки K (0.12/0.15/0.20) в формате таблицы Fastenal A193 B7; преднатяг соответствует выбранному уровню.
Преднатяг (выбранный уровень): 39.5 kN
Момент по трём колонкам K (формат Fastenal B7):
K = 0.12
57 N·m
K = 0.15
71 N·m
K = 0.2
95 N·m
Целевой преднатяг
39.5 kN (8.88 kip)
K
0.15–0.2
Rp0.2
—
As / At
— mm²
Перевод единиц (типичное значение)
71 N·m = 52 lbf·ft = 628 lbf·in = 7 kgf·m
Давление на опорной поверхности (преднатяг / опорная площадь)
279 MPa
Опорная окружность принята dw≈1.5d. Справочно: допускаемое смятие зажимаемых деталей порядка 200 МПа для стали, 90 для алюминия, 60 для медной шины — превышение может смять зажимаемую деталь; используйте шайбу большего размера или больший диаметр.
⚠ Трение — доминирующая переменная: один и тот же крепёж может требовать на 30–50% разный момент в разных состояниях смазки. При фактической сборке всегда следуйте проектной спецификации или таблице моментов производителя.
Результат — диапазон, а не одно число: честный способ говорить о моменте затяжки
Проверьте свой момент
Полная таблица моментов, 8.8 · Гальванический цинк (сухая)
Диапазоны моментов для всего ряда размеров при выбранных параметрах. Текущий выбор подсвечен. Печатается как настенная таблица A4.
Открыть полную страницу таблицы крутящего момента шпилек M12 (K 0.12–0.20) →| Номинальный диаметр | As mm² | Целевой преднатяг kN | K=0.12 N·m | K=0.15 N·m | K=0.20 N·m |
|---|---|---|---|---|---|
| M6 | — | 9 | 6 | 8 | 11 |
| M8 | — | 17.6 | 17 | 21 | 28 |
| M10 | — | 28.9 | 35 | 43 | 58 |
| M12 | — | 39.5 | 57 | 71 | 95 |
| M14 | — | 56 | 94 | 118 | 157 |
| M16 | — | 74.8 | 144 | 180 | 239 |
| M18 | — | 96.8 | 209 | 261 | 348 |
| M20 | — | 121.9 | 292 | 366 | 487 |
| M22 | — | 149.2 | 394 | 492 | 656 |
| M24 | — | 172 | 495 | 619 | 826 |
| M27 | — | 222.2 | 720 | 900 | 1200 |
| M30 | — | 278.2 | 1002 | 1252 | 1669 |
| M33 | — | 340.9 | 1350 | 1688 | 2250 |
| M36 | — | 387.5 | 1674 | 2093 | 2790 |
Метод и источники данных
Метод K-коэффициента (nut factor): T = K·D·F, где T — момент затяжки, D — номинальный диаметр, F — целевой преднатяг. Целевой преднатяг соответствует выбранному уровню: многоразовая = 70% от Rp0.2 × расчётная площадь сечения (≈77% пробной нагрузки); почти до текучести = 90% пробной нагрузки. K следует опубликованным эмпирическим диапазонам по состоянию трения, с возможностью замены на измеренный K. Дюймовая система (UNC/UNF + классы SAE) следует конвенции Machinery's Handbook: по умолчанию 75% пробной нагрузки.
Источники данных: расчётные площади сечения крупной резьбы и значения Rp0.2/пробной нагрузки ISO — из опубликованных систем классов прочности ISO 898-1 / ISO 3506-1; As мелкой резьбы — из ISO 898-1 таблица 6 (напр. M8×1 = 39.2 мм², M14×1.5 = 125 мм²); дюймовая At — по формуле UN π/4·(d−0.9382P)² с пробными напряжениями SAE J429 (зависят от размера); диапазоны K — по Machinery's Handbook и экспериментальным обзорам Machine Design (воск/MoS₂/PTFE ≈ 0.10, цинк + воск ≈ 0.12).
Точность: сборка с контролем момента типично даёт разброс преднатяга ±15–20% (изменение K между 0.10 и 0.30 даёт различия такого порядка); гидравлическое натяжение достигает ±5%. Результаты — для подбора и бюджетирования, не инструкция по сборке.
Границы: это упрощённая оценка, а не полный анализ по VDI 2230 — последний учитывает податливость соединения, осадку поверхностей, метод сборки и др. Для конструктивно ответственных соединений выполните полный анализ по VDI 2230 или проконсультируйтесь с инженером.
Частые вопросы
Почему диапазон, а не одно значение?
Потому что в реальном мире трение варьируется — состояние поверхности, толщина покрытия и партии смазки всё его сдвигают. Одно значение — ложная точность; диапазон — честный инженерный ответ.
Почему смазка снижает момент?
При лучшей смазке меньше момента теряется на трение и больше переходит в преднатяг. Поэтому для достижения того же преднатяга требуется заметно меньший момент.
Что происходит при превышении пробной нагрузки?
За пробной нагрузкой болт входит в пластическую деформацию, сила зажима перестаёт расти линейно с моментом, и возможны необратимое удлинение или разрушение. Проверьте свой запас проверкой момента выше; для ответственных соединений выполните анализ по VDI 2230.
Насколько момент мелкой резьбы отличается от крупной?
У мелкой резьбы больше расчётная площадь сечения As (напр. M14 мелкая = 125 мм² против 115 мм² крупной), поэтому при том же классе преднатяг и момент выше; но мелкая резьба легче задирается и требует более чистой сборки. Разница момента примерно следует соотношению As (≈ +9% для M14).
Почему K можно подтвердить только испытанием?
K может варьироваться от 0.10 до 0.30 в зависимости от покрытия, смазки и стопки шайб — даже партии одного поставщика плавают. Предустановленные диапазоны — первая оценка; точное значение нужно измерить на стопке, идентичной производственной (метод ISO 16047).
Почему нержавеющие болты легко задираются?
Аустенитная нержавеющая сталь A2/A4 вязкая и быстро наклёпывается; нагрев трением может локально сварить боковые стороны витков. Используйте антипригарную смазку и пресеты «Консистентная смазка/MoS₂» или «Воск/PTFE» (K ≈ 0.10–0.12).
Как соотносятся дюймовый и метрический моменты?
1 lbf·ft ≈ 1.356 Н·м (встроено в инструмент). Но классы SAE и ISO 8.8/10.9 — разные системы прочности: никогда не переводите единицы без повторной проверки класса.
Нужно ли учитывать антипригарную смазку в моменте?
Антипригарная смазка опускает K в полосу 0.10–0.12. Применение таблицы сухого момента после её нанесения перегружает соединение, и наоборот. Всегда подбирайте пресет под фактическое состояние смазки.
Когда требуется полный анализ по VDI 2230?
Усталостно-ответственные соединения под циклической нагрузкой, нестальные зажимаемые детали, очень большие размеры или применения с сертифицированными требованиями к точности преднатяга.
Связанные справочные материалы
Метрическая таблица моментов затяжки болтов (M6–M36, классы 4.8–12.9)
Воспроизводимые справочные таблицы моментов и преднатягов по состоянию трения, формула раскрыта, ссылки на пункты GB/ISO.
Сравнительный тест выбора болтов: прочность × коррозия × стоимость
Сила зажима, толщина покрытия и относительные ценовые полосы в одной воспроизводимой матрице.
Отказ от ответственности: это упрощённый оценочный инструмент. Результаты — только справка для подбора и бюджетирования и не являются инструкцией по сборке. При фактической сборке следуйте проектной спецификации или таблице моментов производителя.