Момент затяжки гаек гост

ОСТ 37.001.050-73 Затяжка резьбовых соединений. Нормы затяжки

ЗАТЯЖКА РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Нормы затяжки

Приказом Управления конструкторских и экспериментальных работ Министерства автомобильной промышленности СССР от «21» декабря 1973 г. № 9 срок введения установлен

с «1» июня 1975 г.

1. Настоящий отраслевой стандарт распространяется на затяжку резьбовых соединений металлических изделий с номинальными диаметрами резьбы от 6 до 24 им и устанавливает максимальные и минимальные крутящие моменты затяжки крепежных резьбовых соединений в зависимости от размеров, класса прочности по ГОСТ 1759-70 и класса соединения по ОСТ 37.001.031-72.

Стандарт не распространяется на затяжку соединений с винтами, самостопорящимися болтами и гайками.

2. Максимальный крутящий момент соединения, резьба которого не имеет покрытия и смазки и специально не обезжирена, а также соединений общего назначения и малоответственных (согласно ОСТ 37.001.031-72) при наличии покрытия, выбирается по таблице.

Примечание : Величины моментов для ответственных и особо ответственных соединений, указанные в таблице, могут быть скорректированы в зависимости от применяемых покрытий. В случае применения смaзoк при сборке величины моментов, указанные в таблице, должны быть уменьшены в зависимости от применяемых смaзoк*

Величина коррекции определяется экспериментально и, округляется до ближайшей величины по ОСТ 37.001.031-72.

3. По выбранному максимальному моменту затяжки резьбового соединения и классу соединения по таблице рядов крутящих моментов ОСТ 37.001.031-72 определяется минимальный момент затяжки.

Максимальные крутящие затяжки соединений*, кгс.м

Номинальный диаметр резьбы

Размер «под ключ» S головки, болта (гайки), мм

Классы прочности по ГОСТ 1759-70

*Величины моментов, указанные в таблице, действительны также при завинчивании болтов «в тело» при соблюдении рекомендаций по длине свинчивания по ГОСТ 11765-66 и ГОСТ 11766-66.

**При применении резьбовых соединений с крупным шагом момент затяжки назначается по этой же таблице. При применении резьбовых соединений с более мелким шагом момент определяется разработчиком конструкции.

4. Максимальные в минимальные крутящие моменты затяжки для крепежных резьбовых соединений:

особо ответственных деталей;

пакетов пружинящих деталей (рессоры и др.); а также деталей с амортизационными прокладками;

работающих в специальных условиях нагрузки (регулировочные, стопopные и др.);

деталей из цветных металлов и сплавов,

деталей из других материалов (в том числе изоляционных);

соединений трубопроводов и «полых» болтов;

устанавливаются разработчиком конструкции на основании соответствующих расчетов и экспериментов, и не должны быть выше значений, выбранных по п.п. 2 и 3 настоящего стандарта.

Примечание . Допускается занижение величины крутящего момента в обоснованных случаях, когда применяется крепежная деталь (с целью унификации или сокращения номенклатуры) более прочная, чем требуется по условиям работы.

5. Величины максимального и минимального моментов затяжки для завинчивания шпильки «в тело» принимаются равными половине соответствующих моментов для затяжки болта (гайки), имеющего одинаковые размеры резьбы, покрытие и смазку.

6. В случае, если в чертеже или технических условиях не оговорены крутящие моменты затяжки, максимальный момент затяжки выбирается по таблице настоящего стандарта, а минимальный принимается для третьего класса соединения по ОСТ 37.001.031-72.

При этом в чертеже или технических условиях должна быть надпись: «Неуказанные нормы затяжки резьбовых соединений по ОСТ 37.001.050-73».

Примечание . Для резьб более М24 при отсутствии указаний о моменте затяжки принимаются моменты, установленные для резьбы М24.

7. Технические требования к затяжке крепежных резьбовых соединения по ОСТ 37.001.031-72.

Зам. гл. конструктора ЗИЛ

Зам. директора НАМИ
по научной работе

Нач. отдела стандартизации

Зав. отделом стандартов

3ав. отделом качества,
эксплуатации и ремонта
автомобильной техники

Зав. лабораторией
нормирования долговечности

Ст. инженер отдела
стандартов

Директор ВНИИНМАШ В. Верченко

Зав. техотделом Л. Ицков

Зав. лабораторией Б. Пивень

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к окончательной редакции проекта ОСТ «Затяжка резьбовых соединений. Нормы затяжки» взамен Н 8015-59

1. В соответствии с Протоколом согласительного совещания от 16 декабря 1973 г. по обсуждению 2-й редакции проекта ОСТ «Нормы затяжки резьбовых соединений» в окончательную редакцию проекта внесены следующие изменения:

а) Изменено наименование ОСТ: «Затяжка резьбовых соединений. Нормы затяжки»;

б) п.1 второго предложения отредактирован: «Стандарт не распространяется на затяжку соединений с винтами, самостопорящимися болтами и гайками»;

в) п.2 отредактирован: «Максимальный крутящий момент соединения, резьба которого не имеет покрытия и сказки и специально не обезжирена, а также соединений общего назначения и мало ответственных (согласно ОСТ 37.001.031-73) при наличии покрытия, выбирается по таблице»;

г) В таблице вторая колонка озаглавлена «размер под ключ» S мм головки болта (гайки);

д) В таблице для класса прочности 6.8 максимальные моменты заданы 1,0; 2,5; 5,6; 10,0; 16,0; 22,0; 32,0; 50,0; 62,0; 80,0;

е) В таблице для класса прочности 10.9 классы гаек исправлены на 8; 10 и максимальный момент задан 1,25; 3,6 и далее по тексту;

ж) К п.4 дан новый текст примечания: «Допускается занижение величины крутящего момента в обоснованных случаях, когда при меняется крепежная деталь (с целью унификации или сокращения номенклатуры) более прочная, чем требуется по условиям работы».

2. Пожелания предприятии о том, чтобы в ОСТ включить нормы затяжки болтов и гаек для классов прочности ниже 5.8, для номинальных размеров резьб от 1 до 6 и свыше 24 мм (до 100 мм), для разных шагов, различных материалов и покрытий, приваренных гаек, разной формы головок удовлетворить не представилось возможным вследствие отсутствия проверенных литературных и экспериментальных данных.

3. Пожелания предприятий об объединении настоящего стандарта с действующим ОСТ 37.001.031-72 удовлетворить не представляется возможным, ибо ОСТ 37.001.031-72 распространяется на значительно большее количество резьбовых соединений, чем настоящий ОСТ.

Для удобства пользования обоими стандартами при последующем переиздании их они будут сброшюрованы в виде сборника.

4. Сочтено целесообразным удовлетворить пожелания предприятий о совместном внедрении настоящего ОСТ и ОСТ 37.001.031-72.

5. С целью обеспечения внедрения настоящего ОСТ рекомендовано;

а) НАМИ издать стандарт во втором квартале 1974 г.;

б) Предприятиям-изготовителям и держателям подлинников конструкторской документации внести в третьем — четвертом кварталах 1974 г. необходимые уточнения в конструкторскую и технологическую документации).

6. Сочтено целесообразным просить Министерство автомобильной промышленности обязать Управление главного технолога разработать типо-размерный ряд динамометрических ключей и гайковертов, обеспечивающих проверку и подтяжку резьбовых соединений в соответствии с ОСТ 37.001.031-72 и ОСТ «Затяжка резьбовых соединений. Нормы затяжки» и организовать их централизованное производство.

Стандартные моменты затяжки резьбовых соединений гост. Контроль силы затяжки

Номинальный диаметр резьбы

Размер «под ключ» S головки, болта (гайки), мм

Классы прочности по ГОСТ 1759-70

to дубликата__to мм. i

to подлинника_ 5850 № иэв 13171

УДК 621.882.6.001.24 Группа Г02

ОСТ 1 00017-69

На 24 страницах

МОМЕНТЫ ЗАТЯЖКИ БОЛТОВ, ВИНТОВ И ШПИЛЕК

Общие требования

Дата введения 01.01.90

Настоящий стандарт устанавливает зависимости между крутяшими моментами и осевыми усилиями затяжки бо/ггов. винтов, шпилек и гаек (включая самоконтря-ижеся), изготавливаемых по отраслевым стандартам, и ограничивает их максимальные значения при сборке с контролем затяжки по хрутяшему моменту на ключе.

1. Необходимость контролируемой затяжки устанавливается разработчиком изделия.

При этом значение крутяшего момента должно быть указано в чертеже с округлением до ближайшего предпочтительного числа ряда R 20 по ГОСТ 8032 .

Допускаемое отклонение крутяшого момента при сборке +10 %.

2. Определение усилий и крутящих моментов затяжки должно производиться в зависимости от сочетания материалов, покрытий и смaзoк болтов, винтов, шпилек, гаек и шайб.

Группы сочетаний марок материалов, покрытий и смaзoк приведены в табл. 1.

ИМ. Ml дуб дм ат a

Группа сочетай в*

IlMMMiOMKlt с мала и

Марка матер жала

Р так* К 1 К о Р р.р>

максимальное усилие зетяжхи, кН;

Рр р — расчетное разрушающее усилие на растяжение болтов, винтов с нормальной высотой головки и шпилек по действующим отраслевым документам, кН;

К д — отношение Р р р болтов, винтов с конструктивно ослабленными головками к Рр р болтов, винтов с нормальной высотой головки;

Ау — коэффициент максимально допустимого усилия затяжки в зависимости от группы сочетаний, приведенный в табл. 2

Коэффициент К f для групп сочетаний

Под болтами, винтами с нормальной высотой головки следует понимать болты, винты, у которых прочность головки равна или более прочности резьбы.

ОСТ 1 00017-89 с. 10

Продолжение табл. 2

Марка материала болта, винта и шпильки

Коэффициент К 1 для групп сочетаний

10X11H23T3MP 13X11Н2В2МФ ВТ 16 ВТЗ-1

Высокая и низкая

Расчетное разрушающее усилие на растяжение болтов, не нормируемое в действующих отраслевых документах, следует рассчитывать:

1) для болтов из латуни /1С59-1 по пределу прочности на растяжение материала;

2) для болтов из стали 30ХГСН2А по предельно допустимому длительно дей-

ствуюшему растягивающему напряжению, равному 450 МПа (45 кгс/мм).

4. Значение крутящего момента на ключе (//) в ньютон-метрах вычисляется по формуле

где — коэффициент пропорциональности крутящего момента и осевого усилия затяжки, приведенный в табл. 3;

Kj — поправочный коэффициент в зависимости от формы вращаемой детали, приведенный в табл. 4.

Коэффициент К, для групп с

винта и шпильки

Продолжение табл. 3

Коэффициент К 2 для групп сочетаний

винта и шпильки

Примечание. Значения при сочетаниях с самокоитряшимися гайками использовать только для усилий затяжки примерно равных Р тах »

5. Затяжка болтов, винтов и гаек производится плавно до достижения заданного крутящего момента, при этом заклинивание болтов, винтов в отверстии не допускается.

6. Выполнение требований стандарта обеспечивает осевые усилия затяжки в пределах:

1) от 0,QP max до 1,ОР тал — при вращении несамоконтрящейся гайки;

2) от 0,4 Р тая ДО 1,0 р тах — при вращении болта, винта и само контрящейся гайки.

7. Пример определения крутящего момонта затяжки болта приведен в приложении 2.

8. Максимально допустимые крутящий момент на ключе М и усилие Р тах затяжки болтов, винтов с головками нормальной высоты и шпилок в сочетании с высокими гайками в зависимости от материала болта, винта, шпильки и группы сочетания, рассчитанные по настоящему стандарту, приведены в приложении 3.

Читать еще:  Что такое гальванизация металла

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное

МАРКИ, РЕЦЕПТЫ И УСЛОВИЯ НАНЕСЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ СМАЗОК

Мари, ТУ яла р-пт смази

У еловая применения

Петролатум ПС ОСТ 38 01117 Смази ПВК ГОСТ 10537 Смази АМС-3 ГОСТ 2712

Кястыо ала ояуваваем в горячем виде при температуре 70- 00 °С

ВАП-2 по действующим отраслевым документам

П у ль в еря затором с последующей горячей сушкой. Толщина слоя 10-15 мам

До температуры окружающей среды 300 °С Допускается примем! няе в среде топлива

В сыром виде кистью или окунанием

До температуры окружающей среды

ОСТ 38 01163 — 2 весовые частя

Мел тонкого помола (зубной порошок) — 1 весовая часть Тщательно размешать перед прямая екаем

Окунанием ала кистью

До температуры окружающей среды 800 °С

ГОСТ 1045 — 22 г Параден ГОСТ 23683 — 52 г Тряхлораталеи ГОСТ 0076 — 1 л Детали обезжирить я окунуть в нагретую до температуры 40 °С смазку Выдержать в смазке 5 мин Сушить 5 мин при комнатной температуре

Раствор и его пары до окончания суши токсичны

До температуры окружающей среды 100 °С

Продолжение табл. 5

Марка, ТУ или рецепт смазки Способ нанесения Условия применения

По действующим отраслевым

1. Увеличенная толщина слоя смазки ВАП-2 и наплывы ее в резьбе вызывают затруднения при навинчивании гаек от руки, однако на зависимость между крутящим моментом и усилием затяжки, близким к Р тал, не влияют.

2. Перед смазкой грунтовками и герметиками крепежные детали необходимо обезжиривать во избежание разрушения при затяжке. Затяжку производить в течение срока жизнеспособности.

ОСТ 1 00017-89 С. 14

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

ПРИМЕР ОПРЕДЕЛЕНИЯ К РУТ ЯШ ЕЮ МОМЕНТА ЗАТЯЖКИ БОЛТА

1) болт, гайха и шайба — из стали ЗОХГСА, кад миро ванные;

2) резьба М8, гайха высокая;

3) при сборке вращается гайка;

4) смазка — пушечная;

5) потребное минимальное усилие стягивания пакета по расчету Р т; п -15,0 кН (1500 кгс).

2. Порядок определения крутяшего момента:

1) определяем номер группы, к которой относится данное сочетание, по табл. 1.

Принятое сочетание относится к группе 2;

2) для получения гарантированного минимального усилия затяжки

^min ■15,0 кН (1500 кгс) определяем потребное максимальное усилие затяжки (^/пах потр) ^ п *

25,0 кН (2500 кгс);

3) проверяем допустимость выбранного максимального усилия затяжки

Таблица примерных нормативных моментов затяжки резьбовых соединений болтов, шпилек, гаек, фланцевых соединений, втулок с уплотнительным кольцом, шлангов, накидных гаек = торцевых уплотнений, заглушек, ДВС.

Таблица примерных нормативных моментов затяжки резьбовых соединений болтов, шпилек, гаек, фланцевых соединений, втулок с уплотнительным кольцом, шлангов, накидных гаек = торцевых уплотнений, заглушек, ДВС.

Таблица 1. Таблица ориентировочных моментов затяжки для стальных шпилек, болтов и гаек c метрической резьбой

Во всех случаях по возможности пользуйтесь данными производителя, если эти данные недоступны, то данная таблица поможет сориентироваться.

Верхняя таблица для болтов с головками, как на рисунке А:

Таблица 2. Таблица ориентировочных моментов затяжки для стальных шпилек, болтов и гаек фланцевых соединений

Во всех случаях по возможности пользуйтесь данными производителя, если эти данные недоступны, то данная таблица поможет сориентироваться.

* подробнее про затяжку болтов фланцевых соединений трубопроводов тут: Затяжка болтов фланцевого соединения

Таблица 3. Таблица ориентировочных моментов затяжки для втулок трубных соединений с уплотнительным кольцом

Во всех случаях по возможности пользуйтесь данными производителя, если эти данные недоступны, то данная таблица поможет сориентироваться.

Таблица 4. Таблица ориентировочных моментов затяжки для стальных заглушек с уплотнительным кольцом

Во всех случаях по возможности пользуйтесь данными производителя, если эти данные недоступны, то данная таблица поможет сориентироваться.

Таблица 5. Таблица ориентировочных моментов затяжки для шлангов (с коническим и торцевым уплотнениями)

Во всех случаях по возможности пользуйтесь данными производителя, если эти данные недоступны, то данная таблица поможет сориентироваться.

Таблица 6. Таблица ориентировочных моментов затяжки для соединений с торцевым уплотнением = накидных гаек

Во всех случаях по возможности пользуйтесь данными производителя, если эти данные недоступны, то данная таблица поможет сориентироваться.

*В зависимости от конкретных технических хаpaктеристик используются соединения с торцевым уплотнением, размеры которых указаны в скобках ( ).

Таблица 7. Таблица ориентировочных моментов затяжки для двигателей внутреннего сгорания ДВС (болты и гайки)

Во всех случаях по возможности пользуйтесь данными производителя, если эти данные недоступны, то данная таблица поможет сориентироваться.

Таблица 8. Таблица ориентировочных моментов затяжки для шарнирных соединений двигателей внутреннего сгорания ДВС

Во всех случаях по возможности пользуйтесь данными производителя, если эти данные недоступны, то данная таблица поможет сориентироваться.

Таблица 9. Таблица ориентировочных моментов затяжки для винтов с конической резьбой двигателей внутреннего сгорания ДВС

Во всех случаях по возможности пользуйтесь данными производителя, если эти данные недоступны, то данная таблица поможет сориентироваться.

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Затяжка резьбовых соединений

Технический уровень и качество крепёжных деталей и соединений имеют важное значение для обеспечения высоких потребительских хаpaктеристик машин, механизмов, строительных конструкций, бытовой техники, другой продукции. Известно, что большинство отказов в автотрaнcпортных средствах так или иначе связано с крепёжными деталями, ослаблением соединений, а любые ремонты и обслуживание – с отвинчиванием и завинчиванием болтов, гаек, винтов и т.д.

Надёжность соединений узлов зависит от технического уровня конструкции в целом, качества крепёжных деталей и качества сборки [1].

Надёжность резьбовых соединений — это, в первую очередь, гарантия длительного сохранения усилия предварительной затяжки в период эксплуатации. Как обеспечить это?

Силовые параметры резьбовых соединений. Надёжность крепежа.

Чтобы ответить на поставленный вопрос, сначала назовём основные силовые параметры резьбовых соединений. ГОСТ 1759.4 устанавливает для крепёжных деталей минимальную разрушающую нагрузку(Р_р, Н) и пробную нагрузку(N, Н), которая для классов прочности 6.8 и выше составляет 74-79% от минимальной разрушающей нагрузки. Пробная нагрузка является контрольной величиной, которую стержневая крепёжная деталь должна выдержать при испытаниях.

Усилие предварительной затяжки (далее – усилие затяжки – Q, Н), на которое производится затяжка резьбового соединения, обычно принимаетсяв пределах 75-80%, в отдельных случаях и 90%, от пробной нагрузки[1]. Нередко возникает вопрос почему «предварительной»? Дело в том, что затяжка соединений подразумевает создание во всех деталях – и крепёжных, и соединяемых, некоторых напряжений. При этом в упруго напряжённых телах проявляются некоторые механизмы пластических деформаций, ведущие к убыванию напряжений во времени (явление релаксации напряжений). Поэтому по истечении некоторого времени усилие затяжки соединения несколько снижается без каких либо дополнительных силовых воздействий на него. В табл. 1 для справок приведены значения усилий затяжки нескольких размеров соединений.

Значения усилий затяжки,Q, Н

Размер резьбы болта

Класс прочности 6.8

Класс прочности 8.8

Класс прочности 10.9

Существует несколько способов затяжки резьбовых соединений: затяжка до определённого момента, затяжка до определённого угла, затяжка до предела упругости, затяжка в области пластических деформаций и другие.

Затяжка соединений до определённого момента

В отечественной пpaктике чаще всего применяется затяжка путём приложения к крепёжной детали необходимого крутящего момента затяжки (далее – момента затяжки, М_кр, Н*м), который обычно указывается в чертежах или технологии сборки. В автомобильной промышленности для назначения моментов затяжки используются отраслевые стандарты [2; 3] и руководящий документ [4], которые распространяются на резьбовые соединения с болтами, шпильками и гайками с цилиндрической метрической резьбой номинальным диаметром от М3 до М24 в зависимости от размеров, класса прочности крепёжной детали и класса соединения.

В зависимости от степени ответственности соединений назначаются классы резьбовых соединений и соответствующие им величины максимальных и минимальных моментов затяжки, объёма их контроля (проверки), приведенные в табл.2.

Таблица 2. Классы резьбовых соединений по [3]

Допускаемое отклон. от расчетного М_кр, %

Объем контроля затяжки

Периодически, согласно техдок.

Несколько иные, но во многом аналогичные классы резьбовых соединений приводит, например, стандарт фирмы Renault[5], называя их классами точности прилагаемого момента:

имеет поле допуска М_кр на инструменте

имеет поле допуска М_кр на инструменте

имеет поле допуска М_кр на инструменте

имеет поле допуска М_кр на инструменте

имеет поле допуска М_кр на инструменте

имеет поле допуска М_кр на инструменте

Видно, что классы А, В, С, D соответствуют по полю допуска классам по табл.2.

Номинальный крутящий момент рассчитывается по известной формуле [1; 4;7]:

где µ_р– коэффициент трения в резьбе;

µ_т — коэффициент трения на опopном торце;

d_т – диаметр опopной поверхности головки болта или гайки,мм;

d – диаметр отверстия под крепёжную деталь, мм;

Р – шаг резьбы, мм;

d₂– средний диаметр резьбы, мм.

Существенное влияниена затяжку крепёжных соединений оказывают условия контактного трения в резьбе и на опopной поверхности, зависящие от таких факторов, как состояние контактных поверхностей, вид покрытия, наличие смaзoчного материала, погрешности шага и угла профиля резьбы, отклонение от перпендикулярности опopного торца и оси резьбы, скорость завинчивания и др. Значения коэффициента трения в реальных условиях сборки можно лишь прогнозировать. Как показывают многочисленные эксперименты, они не стабильны. В табл. 3 приведены их справочные значения [6].

Таблица 3. Значения коэффициентов трения в резьбе µ_ри на опopном торце µ_т

Без смaзoчного материала

Машинное масло с МоS₂

Для упрощения расчётов М_кр коэффициенты трения обычно усредняют. В качестве примера в табл. 4 приведены результаты сравнительного расчёта моментов затяжки соединения болт-гайка размером М8, класса прочности 8.8-8. Значения коэффициентов трения µ_риµ_т взяты средними от приведённых в табл.3. Конечные результаты расчётов достаточно близки.

Читать еще:  Куда залить масло в гидравлический домкрат

Таблица 4. Результаты сравнительного расчёта момента затяжки крепежа

Вид смазки и покрытия

Разные коэффициенты трения

Усреднен. к-ты трения

Без смазки и покрытия

Для понимания и правильного назначения режимов сборки резьбовых соединений важно знать на что расходуется М_кр. В табл. 5 приведены результаты расчёта момента затяжки в целом и по составляющим. Три составляющие момента затяжки (см. формулу) отражают их доли, идущие на создание усилия затяжки (12-15%), на преодоление сил трения в резьбе (32-39%) и на преодоление сил трения под головкой болта или под гайкой (47-54%) [1].

Как видим на создание усилия затяжки расходуется лишь до 15% М_кр.

Таблица 5. Моменты затяжки соединений и их составляющие, М_кр, Н*м

Размер резьбы ишестигр., мм

На создание усилия затяжки

На трение в резьбе

На трение под головкой

При применении соединений с фланцевыми болтами и гайками важно учитывать влияние на момент затяжки увеличенной опopной поверхности под головкой. Момент требуется на 10-15% выше, чем без фланца.

Крепёж. Точность способа затяжки по моменту

Итак, все действия разработчиков крепёжных соединений в машинах и механизмах сводится к назначению М_кр. Но обеспечит ли этот момент получение необходимого усилия затяжки? Зная сильное влияние условий трения и класса соединения на зависимость между усилием и моментом затяжки, покажем каков может быть разброс достигаемых значений Q при сборке. В качестве примера рассмотрим соединение болт-гайка М8 класса прочности 8.8-8, покрытие цинковое с хроматированием без смaзoчного материала. Номинальное усилие затяжки Q= 15900 Н.По [4] имеемМ_{кр макс} = 24,4 Н*м.

Близкие значения Q и М_кр приводятся в материалах фирм Renault, Gedore, Facom и других.

Рассчитаемпри возможных значениях коэффициентов трения 0,3, 0,14 и 0,10 величины достигаемого усилия затяжки при названных моментах затяжки для соединений II и III классов (табл. 6) и построим диаграмму в координатах Q– М_кр (рис. 1). Виден весьма существенный разброс достигаемых значений усилия затяжки (заштрихованная четырехугольная зона) при заданных крутящих моментах. Для соединений II класса это А₂ВСD₂, а III класса – А₃ВСD₃.

Минимально достигаемое усилие затяжки Q_минполучается при приложении минимального крутящего момента затяжки М_{кр. мин} при максимальном коэффициенте трения µ_макс(точки А₂ и А₃ на диаграмме).

Таблица 6. Результаты расчётов усилия затяжки, Q, Н

Момент затяжки, Н/м

Коэффициент трения, µ

М_кр.мин = 19,8;11 класс

М_{кр. мин} = 15,1; 111класс

Максимальное усилие затяжки Q_макс достигается при приложении максимального крутящего момента М_{кр. макс} при наименьшем коэффициенте трения µ_мин (точка С на диаграмме).

Подобные графические изображения могут быть построены для каждого конкретного резьбового соединения. Точка соответствующего соотношения М_кр – Q находится внутри четырёхугольника.

Еще одна хаpaктеристика резьбовых соединений, влияющая на точность затяжки по моменту, назовём её «плотность» или «герметичность» стыка соединяемых деталей. Чем больше в пакете деталей (слоев), тем сильнее влияние заусенцев, неровностей, шероховатости контактных поверхностей.

Минимальное удельное усилие на контактных поверхностях должно устанавливаться из условия плотности стыкови не должно быть меньше s_{0 мин}=(0,4 – 0,5)s_т. Максимальное значение удельных усилий, обеспечивающих надёжность затяжки должно быть s_{0 макс}=(0,8 – 0,9)s_т.

Ранее мы приводили данные [1] о нежелательности применения плоских и пружинных шайб в соединениях и приводили варианты перехода, в частности, на фланцевый крепёж, что существенно повышает надёжность. Там же показаны отрицательные стороны применения болтов с шестигранной уменьшенной головкой, у которых контактные напряжения под головкой превышают s_т.

Как видно способ затяжки с контролем момента даже при его точной фиксации не обладает необходимой надёжностью, далеко не всегда обеспечивает нужное усилие затяжки.

Методы контроля затяжки крепежа

Наиболее распространен метод контроля при помощи динамометрических ключей, имеющих точность в пределах ±5%. Ошибка в измерении величины момента зависит от принятого метода его определения. В [4] предусматриваются следующие методы.

Метод А. Момент измеряется непосредственно в начале вращения болта или гайки в направлении затягивания, измеренный таким образом момент называется «моментом страгивания с места». Метод применяется для быстрого контроля и осуществляется не позднее 30 минут после затяжки.

Метод В. Момент измеряется во время вращения при повороте на 10 о – 15 о в направлении завинчивания. Момент, полученный при этом, называется «моментом вращения». Метод применяется для периодического, но более точного контроля.

Метод С. Соединение освобождается и снова затягивается в прежнем положении, которое должно быть отмечено риской. Этот момент называется «моментом повторной затяжки» и применяется для контроля соединений, имеющих оксидные пленки, окраску, загрязнения.

Величины моментов затяжки при контрольных измерениях должны находитьсяв следующих диапазонах :

Метод А

Метод В

Метод С

От

До

В случае недостаточной величины момента затяжки производится подтяжка резьбового соединения до заданной величины момента. Заметим, что контроль качества затяжки особо ответственных соединений (класс 1 ) с допускаемым отклонением момента ±5% динамометрическим ключом, имеющим такую же точность, едва ли корректен.

Таким образом, показано, что как затяжка резьбовых соединений, так и её контроль базируются на косвенных методах путём приложения к крепёжной детали крутящего момента, но это далеко не всегда обеспечивает получение необходимого усилия затяжки.

Поэтому разработчики конструкции вынуждены для обеспечения требуемого усилия сжатия соединяемых деталей применять большее количество недозатянутых крепёжных деталей и увеличивать их диаметр.

Приведем примеры ошибок, которые стали возможными из-за указания в техдокументации только момента затяжки.

На автомобилях семейства ГАЗель при сборке крепления задней опоры двигателя имели место случаи разрушения болтов М10х6gх30 (210406) с полукруглой головкой и квадратным подголовком. Испытания болтов показывали, что они соответствуют требованиям ОСТа и имеют класс прочности 4.8. Оказалось, что, указанный в чертежах узла крутящий момент затяжки М_крравнялся 28-36 Нм. Это соответствует соединению класса прочности 6.8.в результате усилие затяжки при М_{кр. мин}завышалось в 1,4 раза, а при М_{кр.макс} в 1,9 раза! После замены класса прочности болта на 6.8 дефекты сборки были исключены.

При сборке суппорта переднего тормоза автомобилей ВАЗ 2108(09) разрушался болт 2108-3501030 М12х1,25х30, имеющий класс прочности 10.9. Болт, имеющий покрытие фосфат с промасливанием, опирается на шайбу с таким же покрытием и закручивается в чугунный суппорт с цинковым покрытием. По чертежу М_{кр.макс}=118,4 Нм. В стандартах ВАЗа не было данных по коэффициенту трения для данного сочетания контактных поверхностей. По разным источникам отклонение М_кр могут составлять от ±10% до ±30%. Проведённые исследования этого резьбового соединения и условий его сборки на конвейере позволили выявить, объяснить и устранить причины разрушения болтов[1]. На рис. 2 показана диаграмма Q– М_кр, рассчитанная по методике Фиат-ВАЗ, где n — коэффициент использования предела текучести (n=s:s_т, где s — суммарное напряжение в болте, создаваемое при затяжке). Для ответственного соединения (11 класса) коэффициент трения в резьбе и на опopной поверхности варьировался в пределах 0,1–0,18. Было определено, что при m=0,1 момент М_кр.мин=96,5 Нм, а усилие затяжки Q=59536 Н. При М_{кр.макс}=118,4 Нм усилие Q=73130 Н, что выше нагрузки до предела пропорциональности Q_упр=72750 Н, то есть возможна пластическая деформация болта или его разрушение при сборке. Известно, что при случайном попадании масла и колебаниях толщины покрытий коэффициент трения может уменьшится до значения 0,08 и даже 0,06. В то же время было выявлено,что перед сборкой болты проходили операции мойки и промасливания, что недопустимо, ибо ещё больше увеличивало усилие затяжки.

Результаты исследований показали также целесообразность замены цилиндрической головки с внутренним шестигранником у болтана головку с волнистым приводом (типа ТОRХ) и 2-х радиусной поднутренной галтелью под головкой. За счёт этого удалось снизить напряжения под головкой и еще больше повысить надёжность крепления.

Приведённые примеры показывают, что исследования конструкций узлов и технологии сборки позволяют выяснить и исключить возможные дефекты, а также подтверждают необходимость перенесения внимания с момента на усилие затяжки.

О затяжке крепёжных соединений с контролем усилий

В мировой пpaктике используются методы и инструменты, которые непосредственно контролируют усилие затяжки в ходе сборки. Осуществить затяжку резьбового соединения с контролем по усилию в лабораторных условиях несложно. Исследования показывают, что наибольшая точность обеспечения усилий затяжки в производственных усло

Таблица усилий затяжки при монтаже метрического крепежа

В повседневной жизни множество людей и компаний использует крепеж. Чтобы эффективно использовать крепеж, необходимо знать его технические хаpaктеристики, 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.

Читать еще:  Узо устройство защитного отключения принцип работы

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.

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 хаpaктерный 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.

Затяжка резьбовых соединений. Нормы затяжки

Отраслевой стандарт распространяется на затяжку резьбовых соединений металлических изделий с номинальными диаметрами резьбы от 6 до 24 мм и устанавливает максимальные и минимальные крутящие моменты затяжки крепежных резьбовых соединений в зависимости от размеров, класса соединения по ГОСТ 1759-70 и класса соединения по ОСТ 37.001.031-72. Стандарт не распространяется на затяжку соединений с винтами, самостопорящимися болтами и гайками

ЗАТЯЖКА РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Нормы затяжки

ПриказомУправления конструкторских и экспериментальных работ Министерства автомобильнойпромышленности СССР от «21» декабря 1973 г. № 9 срок введенияустановлен

с «1» июня 1975 г.

1. Настоящийотраслевой стандарт распространяется на затяжку резьбовых соединенийметаллических изделий с номинальными диаметрами резьбы от 6 до 24 им иустанавливает максимальные и минимальные крутящие моменты затяжки крепежныхрезьбовых соединений в зависимости от размеров, класса прочности по ГОСТ1759-70 и класса соединения по ОСТ 37.001.031-72.

Стандарт нераспространяется на затяжку соединений с винтами, самостопорящимися болтами игайками.

2.Максимальный крутящий момент соединения, резьба которого не имеет покрытия исмазки и специально не обезжирена, а также соединений общего назначения ималоответственных (согласно ОСТ 37.001.031-72) при наличии покрытия, выбираетсяпо таблице.

Примечание :Величины моментов для ответственных и особо ответственных соединений, указанныев таблице, могут быть скорректированы в зависимости от применяемых покрытий. Вслучае применения смaзoк при сборке величины моментов, указанные в таблице,должны быть уменьшены в зависимости от применяемых смaзoк*

Величинакоррекции определяется экспериментально и, округляется до ближайшей величины поОСТ 37.001.031-72.

3. Повыбранному максимальному моменту затяжки резьбового соединения и классусоединения по таблице рядов крутящих моментов ОСТ 37.001.031-72 определяетсяминимальный момент затяжки.

Максимальные крутящие затяжки соединений*, кгс.м

Номинальный диаметр резьбы

Размер «под ключ» S головки, болта (гайки), мм

Классы прочности по ГОСТ 1759-70

*Величины моментов, указанные в таблице, действительнытакже при завинчивании болтов «в тело» при соблюдении рекомендаций подлине свинчивания по ГОСТ 11765-66 и ГОСТ 11766-66.

**При применении резьбовых соединений скрупным шагом момент затяжки назначается по этой же таблице. При применениирезьбовых соединений с более мелким шагом момент определяется разработчикомконструкции.

4.Максимальные в минимальные крутящие моменты затяжки для крепежных резьбовыхсоединений:

пакетовпружинящих деталей (рессоры и др.); а также деталей с амортизационнымипрокладками;

работающих в специальныхусловиях нагрузки (регулировочные, стопopные и др.);

деталей изцветных металлов и сплавов,

деталей издругих материалов (в том числе изоляционных);

соединенийтрубопроводов и «полых» болтов;

устанавливаются разработчикомконструкции на основании соответствующих расчетов и экспериментов, и не должныбыть выше значений, выбранных по п.п. 2 и 3 настоящего стандарта.

Примечание .Допускается занижение величины крутящего момента в обоснованных случаях, когдаприменяется крепежная деталь (с целью унификации или сокращения номенклатуры)более прочная, чем требуется по условиям работы.

5. Величинымаксимального и минимального моментов затяжки для завинчивания шпильки «втело» принимаются равными половине соответствующих моментов для затяжкиболта (гайки), имеющего одинаковые размеры резьбы, покрытие и смазку.

6. В случае,если в чертеже или технических условиях не оговорены крутящие моменты затяжки,максимальный момент затяжки выбирается по таблице настоящего стандарта, аминимальный принимается для третьего класса соединения по ОСТ 37.001.031-72.

При этом вчертеже или технических условиях должна быть надпись: «Неуказанные нормызатяжки резьбовых соединений по ОСТ 37.001.050-73».

Примечание . Для резьб более М24при отсутствии указаний о моменте затяжки принимаются моменты, установленныедля резьбы М24.

7. Технические требования к затяжке крепежных резьбовых соединения поОСТ 37.001.031-72.

Зам. гл. конструктора ЗИЛ

Зам. директора НАМИ
по научной работе

Нач. отдела стандартизации

Зав. отделом стандартов

3ав. отделом качества,
эксплуатации и ремонта
автомобильной техники

Зав. лабораторией
нормирования долговечности

Ст. инженер отдела
стандартов

Директор ВНИИНМАШ В. Верченко

Зав. техотделом Л. Ицков

Зав. лабораторией Б. Пивень

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к окончательной редакции проекта ОСТ «Затяжка резьбовых соединений. Нормызатяжки» взамен Н 8015-59

1. Всоответствии с Протоколом согласительного совещания от 16 декабря 1973 г. по обсуждению2-й редакции проекта ОСТ «Нормы затяжки резьбовых соединений» вокончательную редакцию проекта внесены следующие изменения:

а) Измененонаименование ОСТ: «Затяжка резьбовых соединений. Нормы затяжки»;

б) п.1 второгопредложения отредактирован: «Стандарт не распространяется на затяжкусоединений с винтами, самостопорящимися болтами и гайками»;

в) п.2отредактирован: «Максимальный крутящий момент соединения, резьба которогоне имеет покрытия и сказки и специально не обезжирена, а также соединений общегоназначения и мало ответственных (согласно ОСТ 37.001.031-73) при наличиипокрытия, выбирается по таблице»;

г) В таблицевторая колонка озаглавлена «размер под ключ» S мм головкиболта (гайки);

д) В таблицедля класса прочности 6.8 максимальные моменты заданы 1,0; 2,5; 5,6; 10,0; 16,0;22,0; 32,0; 50,0; 62,0; 80,0;

е) В таблицедля класса прочности 10.9 классы гаек исправлены на 8; 10 и максимальный моментзадан 1,25; 3,6 и далее по тексту;

ж) К п.4 дан новый текст примечания:»Допускается занижение величины крутящего момента в обоснованных случаях,когда при меняется крепежная деталь (с целью унификации или сокращенияноменклатуры) более прочная, чем требуется по условиям работы».

2. Пожелания предприятии о том, чтобы в ОСТвключить нормы затяжки болтов и гаек для классов прочности ниже 5.8, дляноминальных размеров резьб от 1 до 6 и свыше 24 мм (до 100 мм), для разныхшагов, различных материалов и покрытий, приваренных гаек, разной формы головокудовлетворить не представилось возможным вследствие отсутствия проверенныхлитературных и экспериментальных данных.

3. Пожеланияпредприятий об объединении настоящего стандарта с действующим ОСТ 37.001.031-72удовлетворить не представляется возможным, ибо ОСТ 37.001.031-72распространяется на значительно большее количество резьбовых соединений, чемнастоящий ОСТ.

Для удобствапользования обоими стандартами при последующем переиздании их они будутсброшюрованы в виде сборника.

4. Сочтеноцелесообразным удовлетворить пожелания предприятий о совместном внедрении настоящегоОСТ и ОСТ 37.001.031-72.

5. С цельюобеспечения внедрения настоящего ОСТ рекомендовано;

а) НАМИ издатьстандарт во втором квартале 1974 г.;

б)Предприятиям-изготовителям и держателям подлинников конструкторской документациивнести в третьем — четвертом кварталах 1974 г. необходимые уточнения вконструкторскую и технологическую документации).

6. Сочтено целесообразным просить Министерство автомобильнойпромышленности обязать Управление главного технолога разработать типо-размерныйряд динамометрических ключей и гайковертов, обеспечивающих проверку и подтяжкурезьбовых соединений в соответствии с ОСТ 37.001.031-72 и ОСТ «Затяжкарезьбовых соединений. Нормы затяжки» и организовать их централизованноепроизводство.