Що таке момент затягування болтів та як він розраховується?

Моментом затяжки прийнято вважати зусилля, що прикладається, до різьбового з'єднання під час його закручування. Слабка затяжка з'єднання може призвести до розкручування метизу, а за сильної, підвищується шанс до руйнування кріплення, що може спричинити плачевні наслідки. Тому важливо до початку експлуатації знати точний момент затяжки для конкретного кріплення. Інформацію про моменти затяжок до будь-якого класу міцності та діаметру можна знайти в різних довідниках у вигляді таблиць. Але надійність з'єднання залежить не тільки від моменту затягування, а й від якості виробу, матеріалу та від технічного виконання конструкції загалом. Надійне з'єднання насамперед гарантія тривалої експлуатації без пригод.

Існує два методи затягування болтів: неконтрольований та контрольований. Неконтрольована затяжка здійснюється монтажником за допомогою молотка та гайкового ключа. Точність такого методу визначити неможливо, тому що все робиться «на око» фахівця. Що стосується контрольованого методу, тут необхідно використовувати спеціальне вимірювальне обладнання або калібрувальний інструмент, за допомогою якого з'являється можливість здійснити затяжку відповідно до таблиці. Логічно припустити, що другий метод затяжки має низку переваг перед першим:

• рівномірний розподіл навантаження. Завдяки цій особливості, підвищується надійність конструкції і відбувається рівномірне стиснення ущільнювальних прокладок;
• підвищена продуктивність. Завдяки інструменту швидкість затяжки багаторазово збільшується, а ручні зусилля не потрібні;
• точне навантаження на металовироби. Точне навантаження забезпечить цілісність кріплення і продовжить термін служби конструкції, що скріплюється.

Контрольовану затяжку можна здійснити двома способами – натягом болта та за допомогою динамометричного інструменту. У першому випадку болт натягується в осьовому напрямку при використанні сторонніх інструментів. У другому, затяжка пари кріплення досягається завдяки контрольованому інструменту під назвою динамометричний ключ.

Найчастіше помилки у вимірі величини затяжки відбуваються через метод її визначення. Дуже важливо правильно підібрати потрібний спосіб та правильно ним скористатися. Ось деякі з них:

1) Метод крутного моменту. Суть його полягає в освіті на кріпленні моменту, що крутить, яке забезпечить потрібне зусилля затягування. Перевага цього способу полягає в існуванні величезної кількості гідравлічного, ручного та електричного інструменту. Можна сказати, що величина зусилля затягування характеризується моментом, що крутить. При належному контролі моменту, що крутить, і коректно сконструйованого об'єкта, використання даного методу стане відмінним рішенням в більшості випадків. У серйозних і складних конструкціях різьбові з'єднання повинні бути затягнуті за допомогою найбільш точних методів, які зменшать показник номінального зусилля затягування.

2) Визначення моменту перед початком затягування металовиробу. Такий варіант ще називають «момент стягування з місця» і застосовується для швидкого контролю.

3) Метод «повторної затяжки» використовується для з'єднань, поверхні яких пофарбовані або мають будь-які забруднення, що нестираються, і оксидні плівки. Після затягування, вузол звільняється, а потім знову затягується в колишнє положення, яке зазвичай позначають рисочкою.

Метод контролю затяжки за допомогою динамометричного ключа є найбільш поширеним. Якщо ж, зроблений момент затяжки виявиться недостатнім, проводиться так звана «підтяжка» з'єднання до необхідної величини моменту.

Метод осьової витяжки болта полягає в експлуатації гідравлічних гайок та спеціальних домкратів, а всі зусилля прикладаються не до гайки, а до болта. Після зняття навантаження з болта, за допомогою скидання гідравлічного тиску, з'єднання набуде необхідного зусилля затягування. За правилами, стрижень болта має виступати від гайки на 0.8 діаметра шпильки. Перевага представленого методу полягає у відсутності втрат на тертя. Завдяки цьому, ККД дії становить близько 70 відсотків, решта 30% йде на деформацію нерівностей, які взаємодіють з поверхнею, різьбових витків тощо. Іноді, для досягнення вищої точності затягування, гайку можуть загвинчувати неодноразово. Деформація мікронерівностей досягається під час першого навантаження, а також компенсація зазорів та розподіл навантаження. Потрібна точність затяжного зусилля кріплення досягається за допомогою вторинного навантаження. Для зручного та швидкого монтажу або демонтажу болтів, або шпильок, використовують шпильковерти.

Для контролю сили затягування різьбових з'єднань іноді залучають мірну шайбу та кільце. Лабораторні дослідження показали, що похибка у вимірі сил затягування може досягати 10 відсотків. Такі похибки дозволяють затягнути болт із значенням 7ат. У разі застосування не настільки точних методів затяжок, слід зняти напругу затяжкт хоча б до 0.4-0.5ат.

Значення моменту затягування кріпильного з'єднання залежить від наступних факторів:

• клас міцності болта, а також якість різьблення;
• коефіцієнт тертя, що виникає в результаті взаємодії поверхні гайки та іншого елемента кріплення;
• коефіцієнт тертя між шпилькою та гайкою.

Тертя різьблення гайки та іншого металовиробу, має величезне значення. При сильно сухому, до 90 відсотків докладених зусиль можуть бути спрямованими на подолання сили тертя та усадку, а у зв'язку з грубою поверхнею та усадкою матеріалу, втрата на тертя може бути настільки велика, що при затягуванні на загвинчування з'єднання залишиться не більше ніж 10% крутного моменту. Тому, з першого погляду може здатися, що з'єднання затягнуте, але насправді це не буде відповідати істині. Незважаючи на показники гайковерта, спираючись на які можна припустити, що необхідного моменту досягнуто, насправді затяжне зусилля кріплення не буде досягнуто. Можна спробувати знизити коефіцієнт тертя. Для цього, як правило, фахівці використовують спеціалізоване масло, яким не варто рясно розпоряджатися, так як при цьому підвищується шанс перевищення зусилля затягування, що призводить до руйнування кріплення. Під час роботи на різьбове з'єднання впливають такий фактор як вібрація, яка може призвести до послаблення з'єднання і в результаті аварії.

Варто відзначити, щоб відкрутити гайку потрібно момент, що крутить, у півтора рази більшої величини, ніж при затягуванні. Це пояснюється прямою взаємодією матеріалів гайки та болта в різьбленні, під впливом монотонного навантаження. Якщо з'явиться необхідність відкрутити забарвлені або покриті корозією елементи, використовують інструмент, який повинен видати момент, що крутить, в 2 рази більше попереднього. Застосування спеціалізованих засобів для ліквідації іржі на порядок знизить тертя і продовжать термін служби інструменту, зменшивши зусилля, що впливають. У крайніх випадках можна вдатися до використання спеціального інструменту призначеного для знімання гайки під назвою гідравлічний гайкоріз.

Компанія "Метізофф" успішно реалізує свою продукцію на українському ринку вже понад 15 років. Також ми тісно співпрацюємо з іноземними постачальниками кріплення з таких країн як Італія, Іспанія, Німеччина, Польща, Англія та Китай. Вся продукція, що продається, є сертифікованою і високої якості. На підтвердження цього на весь товар ми надаємо сертифікат якості та гарантію 36 місяців.

Нашими основними перевагами є не тільки висока якість продукції, а й ціни нижчі за ринкові, доставка в будь-який регіон України, своєчасне відвантаження товарів, широкий асортимент товарів та наявність власного складу, який щодня поповнюється новими позиціями. У разі необхідної консультації щодо того чи іншого металовиробу, можна сміливо звернутися до наших менеджерів, які нададуть всю необхідну інформацію та допоможуть оформити замовлення. Ми чекаємо на Ваш дзвінок!