ИНЖЕНЕРНЫЙ КАЛЬКУЛЯТОР
Таблица моментов затяжки болтов 1/4" (классы SAE)
Диапазоны моментов затяжки (мин–типичное–макс) для болтов 1/4" классов прочности 2, 5 и 8 по SAE J429 при пяти состояниях трения — UNC 20 TPI и серия с мелким шагом резьбы. Метод K-фактора, сравнение с метрическими размерами на этой же странице.
Next: work out your order, or check how we supply this standard
Другие дюймовые размеры
Ближайший метрический размер: M6 M6 →
Полный PDF
Скачать полный PDF (M6–M36, все размеры)
Печатная таблица со всеми размерами этой серии — PDF скачивается сразу.
Момент затяжки UNC по классу прочности и состоянию трения
UNC 20 TPI. Площадь поперечного сечения по резьбе At = 21 мм² по формуле ASME B1.1. Целевой преднатяг = 75% от напряжения при пробной нагрузке по SAE J429 × At.
Краткий ответ: 1/4"-20 класс 5 · гальванический цинк ≈ 10 N·m (7.4 ft·lb); другие классы и состояния трения — ниже.
| Класс прочности | Пробное напряжение (МПа) | Преднатяг (кН) | Сухая / воронёная K 0.18–0.22 · N·m | Гальванический цинк K 0.15–0.2 · N·m | Горячее цинкование K 0.18–0.25 · N·m | Смазанная маслом K 0.12–0.15 · N·m | Воск / PTFE / антипригарная смазка K 0.08–0.12 · N·m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Grade 2 | 379 | 5.8 | 7 7–8 | 6 6–7 | 8 7–9 | 5 4–6 | 4 3–4 |
| Grade 5 | 586 | 9 | 11 10–13 | 10 9–11 | 13 10–14 | 7 7–9 | 6 5–7 |
| Grade 8 | 827 | 12.7 | 16 15–18 | 14 12–16 | 18 15–20 | 11 10–12 | 8 6–10 |
В ячейке указано типичное значение; строка ниже — диапазон (мин–макс).
Источники
- SAE J429 — Механические и материальные требования к крепежу с наружной резьбой (опубликованные значения пробной нагрузки по классам)
- ASME B1.1 — Унифицированная дюймовая резьба (формула площади поперечного сечения по резьбе)
- Machinery's Handbook — ступени напряжения при пробной нагрузке по SAE J429 и эмпирические диапазоны K-фактора
- ISO 16047:2005 — Крепёжные изделия: испытание на момент затяжки и усилие зажима (метод измерения K-фактора)
- Machine Design — испытание трения противозадирного состава (K≈0.10)
- ISO 898-1:2013 — Механические свойства крепёжных изделий из углеродистой и легированной стали (используется для сравнения с ISO)
Момент затяжки UNF с мелким шагом резьбы
1/4"-28 UNF: тот же номинальный диаметр, более мелкий шаг резьбы, поэтому площадь сечения по резьбе больше — At = 23 мм² против 21 мм² для крупного шага — и момент затяжки выше при том же классе прочности и состоянии трения.
| Класс прочности | Пробное напряжение (МПа) | Преднатяг (кН) | Сухая / воронёная K 0.18–0.22 · N·m | Гальванический цинк K 0.15–0.2 · N·m | Горячее цинкование K 0.18–0.25 · N·m | Смазанная маслом K 0.12–0.15 · N·m | Воск / PTFE / антипригарная смазка K 0.08–0.12 · N·m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Grade 2 | 379 | 6.7 | 8 8–9 | 7 6–8 | 9 8–11 | 6 5–6 | 4 3–5 |
| Grade 5 | 586 | 10.3 | 13 12–14 | 11 10–13 | 14 12–16 | 9 8–10 | 7 5–8 |
| Grade 8 | 827 | 14.6 | 18 17–20 | 16 14–18 | 20 17–23 | 12 11–14 | 9 7–11 |
В ячейке указано типичное значение; строка ниже — диапазон (мин–макс).
75% против 90% от напряжения при пробной нагрузке
Один и тот же класс прочности, одно и то же состояние трения (гальванический цинк, K 0.15–0.20): стандартный уровень нацелен на 75% от напряжения при пробной нагрузке — соединение можно разбирать и повторно затягивать — а уровень текучести нацелен на 90%, что близко к пределу текучести и является однократной затяжкой.
| Класс прочности | 75% пробной нагрузки (многократная затяжка) N·m | 90% пробной нагрузки (близко к пределу текучести) N·m |
|---|---|---|
| Grade 2 | 6 | 8 |
| Grade 5 | 10 | 12 |
| Grade 8 | 14 | 17 |
Используйте уровень 75% для соединений, которые будут разбираться или повторно затягиваться, и уровень 90% только там, где соединение неразъёмное и метод сборки контролируется. Это проценты от напряжения при пробной нагрузке по SAE J429, а не от предела текучести.
Дюймовые ↔ метрические и SAE ↔ ISO
Только сравнение порядка величин, а не эквивалентность — в двух системах указаны разные диаметры и формы резьбы, поэтому значения моментов затяжки нельзя переносить из одного столбца в другой.
| Дюймовый (UNC) | Ближайший метрический |
|---|---|
| 1/4" | M6 |
| 5/16" | M8 |
| 3/8" | M10 |
| 7/16" | M12 |
| 1/2" | M12 |
| 9/16" | M14 |
| 5/8" | M16 |
| 3/4" | M20 |
| 7/8" | M22 |
| 1" | M24 |
| 1-1/8" | M30 |
| 1-1/4" | M33 |
| 1-1/2" | M36 |
| 2" | — |
Класс SAE ↔ класс прочности ISO
| SAE J429 | Прибл. ISO 898-1 |
|---|---|
| Grade 2 | 4.8 |
| Grade 5 | 8.8 |
| Grade 8 | 10.9 |
Только приблизительно: напряжения при пробной нагрузке не равны даже там, где диапазоны прочности совпадают (класс 5 близок к ISO 8.8, но два стандарта публикуют разные значения пробной нагрузки).
Основа расчёта и источники
T = K · d · F: K — коэффициент гайки, d — номинальный диаметр, F — целевой преднатяг = напряжение при пробной нагрузке по SAE J429 × площадь сечения по резьбе × 75% (стандартный уровень) или 90% (уровень текучести). Площадь поперечного сечения по резьбе определяется по формуле At = π/4·(d − 0.9743/n)² (ASME B1.1), что для 1/4"-20 даёт At = 21 мм². Напряжения при пробной нагрузке взяты из опубликованных значений SAE J429, которые снижаются ступенями в зависимости от номинального диаметра. K соответствует опубликованным эмпирическим диапазонам для каждого состояния трения (Machinery's Handbook); диапазон для смазки/MoS₂ (K≈0.11) почти перекрывается с противозадирной смазкой и доступен в калькуляторе вместо отдельного столбца.
Границы применимости: это упрощённая оценка по K-фактору, а не полный анализ по VDI 2230 (податливость соединения, смятие и метод сборки не моделируются). Трение — доминирующая переменная: для размера не существует единственного значения момента затяжки без указания состояния трения. Для серийных соединений следуйте проектной спецификации или таблице моментов затяжки производителя.
Часто задаваемые вопросы
Каков момент затяжки для болта 1/4"-20 класса 5?
Он зависит от состояния трения (типичные значения при 75% от напряжения при пробной нагрузке): сухое/воронение ≈ 11 Н·м, гальванический цинк ≈ 10 Н·м, горячее цинкование ≈ 13 Н·м, с маслом ≈ 7 Н·м, противозадирная смазка ≈ 6 Н·м. Диапазоны приведены в таблице выше — без указания состояния трения не существует единственного значения момента затяжки.
Почему UNC и UNF одного и того же 1/4" требуют разного момента затяжки?
Потому что площадь сечения по резьбе различается: 1/4"-20 UNC имеет At = 21 мм², а 1/4"-28 UNF имеет At = 23 мм². Более мелкая резьба оставляет больше металла по внутреннему диаметру, поэтому при том же классе прочности можно создать больший преднатяг. Таблица UNF выше рассчитана независимо, а не масштабирована из UNC.
Каков целевой преднатяг для болта 1/4"?
При 75% от напряжения при пробной нагрузке по SAE J429: класс 2 ≈ 5.8 кН, класс 5 ≈ 9 кН, класс 8 ≈ 12.7 кН. Напряжение при пробной нагрузке снижается ступенями выше определённого диаметра для каждого класса (класс 2 выше 3/4", класс 5 выше 1", класс 8 выше 1-1/2"), поэтому преднатяг не масштабируется линейно с классом прочности на больших размерах.
На какой основе рассчитаны эти значения моментов затяжки?
Метод K-фактора T = K·d·F, где F = 75% (или 90%) от напряжения при пробной нагрузке по SAE J429 × площадь сечения по резьбе, а At = π/4·(d − 0.9743/n)² по ASME B1.1. Это оценочные значения, а не инструкция по сборке — для ответственных соединений выполняйте полный анализ по VDI 2230.
Связанные справочные материалы
Калькулятор момента затяжки болтов
Интерактивная версия: дюймовые и метрические размеры, мелкий шаг резьбы, шпильки, пользовательский K и проверка момента затяжки.
Таблица моментов затяжки болтов M6
Метрический аналог этой страницы: та же основа по K-фактору, шесть классов прочности при пяти состояниях трения.
Таблица массы болтов с шестигранной головкой M6
Масса одной штуки и 1000 штук для всего ряда длин ближайшего метрического размера.
Таблица моментов затяжки шпилек M6
Момент затяжки и преднатяг для шпилек — с резьбой на обоих концах и без головки для захвата — где основа затяжки отличается от болта с шестигранной головкой.
Отказ от ответственности: эта таблица представляет собой инженерную оценку только для выбора и бюджетирования. Она не является инструкцией по сборке или критерием приёмки.