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3/4" 螺栓扭矩速查表(SAE 等级)
3/4" 螺栓在 SAE J429 的 Grade 2 / 5 / 8 三个等级 × 五种摩擦状态下的拧紧扭矩区间(最小–典型–最大),含 UNC 10 粗牙与 UNF 细牙两个系列,K 系数法口径与公英对照同页披露。
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UNC 粗牙:等级 × 摩擦状态扭矩
UNC 10 牙/英寸。应力截面积 At = 216 mm²(ASME B1.1 公式)。目标预紧力 = SAE J429 proof 应力的 75% × At。
速查:3/4"-10 Grade 5 · 电镀锌 ≈ 307 N·m(226 ft·lb);其余等级与摩擦态见下表。
| SAE 等级 | proof 应力 (MPa) | 目标预紧力 (kN) | 干态/发黑 K 0.18–0.22 · N·m | 电镀锌 K 0.15–0.2 · N·m | 热镀锌 K 0.18–0.25 · N·m | 涂油 K 0.12–0.15 · N·m | 蜡/PTFE/防咬合 K 0.08–0.12 · N·m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Grade 2 | 379 | 61.4 | 234 210–257 | 199 175–234 | 257 210–292 | 152 140–175 | 117 94–140 |
| Grade 5 | 586 | 94.8 | 361 325–397 | 307 271–361 | 397 325–452 | 235 217–271 | 181 145–217 |
| Grade 8 | 827 | 133.9 | 510 459–561 | 434 383–510 | 561 459–638 | 332 306–383 | 255 204–306 |
格内为典型值,下行小字为区间(min–max)。
参考资料
- SAE J429《外螺纹紧固件机械性能与材料要求》(各等级 proof 应力公开值)
- ASME B1.1《统一英制螺纹》(应力截面积公式出处)
- Machinery's Handbook — SAE J429 proof 应力分档与 K 系数经验区间
- ISO 16047:2005《紧固件 拧紧扭矩-预紧力测试》(K 系数测定方法)
- Machine Design 防咬合剂摩擦实验(K≈0.10)
- ISO 898-1:2013《紧固件机械性能 碳钢与合金钢》(等级对照用)
UNF 细牙扭矩
3/4"-16 UNF:同公称直径、牙更细,故应力截面积更大——At = 241 mm²,粗牙为 216 mm²——同等级同摩擦态下扭矩相应更高。
| SAE 等级 | proof 应力 (MPa) | 目标预紧力 (kN) | 干态/发黑 K 0.18–0.22 · N·m | 电镀锌 K 0.15–0.2 · N·m | 热镀锌 K 0.18–0.25 · N·m | 涂油 K 0.12–0.15 · N·m | 蜡/PTFE/防咬合 K 0.08–0.12 · N·m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Grade 2 | 379 | 68.4 | 261 235–287 | 222 196–261 | 287 235–326 | 169 156–196 | 130 104–156 |
| Grade 5 | 586 | 105.8 | 403 363–443 | 343 302–403 | 443 363–504 | 262 242–302 | 201 161–242 |
| Grade 8 | 827 | 149.3 | 569 512–626 | 484 427–569 | 626 512–711 | 370 341–427 | 284 228–341 |
格内为典型值,下行小字为区间(min–max)。
75% 与 90% proof 两档预紧
同等级、同摩擦状态(电镀锌,K 0.15–0.20):标准档取 proof 应力的 75%,可复用、可复紧;屈服档取 90%,已接近屈服,属一次性设定。
| SAE 等级 | 75% proof(可复用) N·m | 90% proof(近屈服) N·m |
|---|---|---|
| Grade 2 | 199 | 238 |
| Grade 5 | 307 | 369 |
| Grade 8 | 434 | 520 |
需要拆卸或复紧的连接用 75% 档;只有永久连接且装配工艺受控时才用 90% 档。这里的百分比是相对 SAE J429 proof 应力,不是相对屈服强度。
公英对照与等级对照
仅为量级对照,不是等效:两套体系对公称直径与牙型的规定不同,扭矩值不可跨列搬用。
| 英制(UNC) | 就近公制 |
|---|---|
| 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" | — |
SAE 等级 ↔ ISO 性能等级
| SAE J429 | 约合 ISO 898-1 |
|---|---|
| Grade 2 | 4.8 |
| Grade 5 | 8.8 |
| Grade 8 | 10.9 |
近似对照:强度带虽接近,两套标准的 proof 应力并不相等(如 Grade 5 与 ISO 8.8 相邻,但 proof 值各按各自标准取值)。
计算口径与出处
T = K · d · F:K 为螺母系数,d 为公称直径,F 为目标预紧力 = SAE J429 proof 应力 × 应力截面积 × 75%(标准档)或 90%(屈服档)。应力截面积按 At = π/4·(d − 0.9743/n)²(ASME B1.1),本页 3/4"-10 得 At = 216 mm²。各等级 proof 应力取 SAE J429 公开值,并按公称直径分档递减。K 按摩擦状态取公开经验区间(Machinery's Handbook);润滑脂/MoS2 档(K≈0.11)与防咬合档接近,未单列,可在计算器中选择。
边界:本表为 K 系数法简化估算,不等于 VDI 2230 完整法(未计连接件弹性、嵌入损失与装配方式)。摩擦是扭矩最大变量;同一规格没有脱离摩擦状态的唯一扭矩。生产连接以设计文件或厂家扭矩表为准。
常见问题
3/4"-10 Grade 5 螺栓扭矩多少?
取决于摩擦状态(75% proof 目标预紧力口径,典型值):干态/发黑约 361 N·m、电镀锌约 307 N·m、热镀锌约 397 N·m、涂油约 235 N·m、防咬合约 181 N·m。区间见上表;同一规格没有脱离摩擦状态的唯一扭矩。
同一 3/4" 的 UNC 与 UNF 为什么扭矩不同?
因为应力截面积不同:3/4"-10 UNC 的 At = 216 mm²,3/4"-16 UNF 为 241 mm²。细牙螺纹在小径处留下的金属更多,同等级可施加更高预紧力。上方 UNF 表是独立算出来的,不是按 UNC 比例放大的。
3/4" 螺栓的目标预紧力是多少?
按 SAE J429 proof 应力的 75%:Grade 2 约 61.4 kN、Grade 5 约 94.8 kN、Grade 8 约 133.9 kN。高强度等级超过各自分档上限后 proof 应力下调(Grade 2 超 3/4"、Grade 5 超 1"、Grade 8 超 1-1/2"),故大规格上预紧力不随等级线性增长。
表中扭矩是什么口径算的?
K 系数法 T = K·d·F,F = SAE J429 proof 应力 × 应力截面积 × 75%(或 90%),应力截面积按 ASME B1.1 公式 At = π/4·(d − 0.9743/n)² 计算。估算值,不构成装配工艺依据;关键连接请按 VDI 2230 完整分析。
相关参考
免责声明:本表为工程估算数据,仅供选型与预算参考,不构成装配工艺依据或验收标准。