Bolt Torque Guide - แผนภูมิแรงบิด การคำนวณ และมาตรฐานการขันแน่น

เผยแพร่: ส.ค. 2569|หมวดหมู่: ตัวยึด|เวลาในการอ่าน: 14 นาที

เหตุใดการควบคุมแรงบิดจึงมีความสำคัญ

แรงบิด → พรีโหลด → ความสัมพันธ์ในการถ่ายโอนแรงจับยึด

จุดประสงค์ของการใช้แรงบิดกับโบลต์คือเพื่อสร้างแรงตึง (พรีโหลด) ในโบลต์ ซึ่งจะสร้างแรงจับยึดที่ยึดข้อต่อไว้ด้วยกัน แรงบิดที่ใช้กับหัวน็อตหรือโบลต์จะถูกแปลงเป็นความตึงของโบลต์ผ่านการเสียดสีของเกลียว การเสียดสีของแบริ่ง และการเคลื่อนที่ของระนาบเอียงของเกลียว มีเพียงประมาณ 10-15% ของแรงบิดที่ใช้เท่านั้นที่ทำให้เกิดความตึงของสลักเกลียว ส่วนที่เหลือจะถูกใช้ไปโดยแรงเสียดทาน การทำความเข้าใจและการควบคุมความสัมพันธ์นี้ถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้บรรลุถึงแรงจับยึดที่ออกแบบซึ่งรับประกันความสมบูรณ์ของข้อต่อในการบริการ

แรงบิดไม่เพียงพอ - การเชื่อมต่อหลวม / ความล้มเหลวจากความล้า

สลักเกลียวแรงบิดที่อยู่ใต้-ไม่พัฒนาพรีโหลดที่เพียงพอเพื่อรักษาแรงอัดของข้อต่อภายใต้โหลดบริการ ข้อต่ออาจแยกออกภายใต้การรับแรงดึง โบลต์อาจมีแอมพลิจูดของความเค้นมากเกินไปภายใต้การโหลดแบบวนซึ่งนำไปสู่ความเสียหายจากความเมื่อยล้า และข้อต่ออาจรั่วไหลในการใช้งานที่มีแรงดัน- ในการเชื่อมต่อเชิงโครงสร้าง การโหลดล่วงหน้าที่ไม่เพียงพออาจส่งผลให้-การเชื่อมต่อที่สำคัญเกิดการลื่น-ต้านทานการลื่นที่ความจุต่ำกว่าการออกแบบ ซึ่งอาจนำไปสู่ความผิดปกติของการเชื่อมต่อหรือความล้มเหลว

แรงบิดที่มากเกินไป - การยืดสลักเกลียว / การแตกหัก / การปอกเกลียว

การขันโบลต์มากเกินไป-อาจทำให้กำลังครากของวัสดุโบลต์เกินกำลัง ทำให้เกิดการยืดตัวอย่างถาวร (การคอ) หน้าตัดลดลง- และทำให้เกิดการแตกหักในที่สุด แรงบิดที่เกิน-ยังสามารถดึงเกลียวของน็อตหรือสลักเกลียวออกได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเกรดน็อตต่ำกว่าเกรดของสลักเกลียว ในการเชื่อมต่อหน้าแปลน แรงบิดที่เกิน-อาจทำให้ปะเก็นเสียหาย หน้าแปลนบิดเบี้ยว และสร้างความเค้นตกค้างที่เร่งการกัดกร่อนหรือความล้า การควบคุมแรงบิดที่แม่นยำเป็นแนวป้องกันสุดท้ายที่ทำให้ข้อต่อแบบสลักเกลียวทำงานได้ตามที่ออกแบบไว้

แรงบิด-โหลดข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับความสัมพันธ์ล่วงหน้า

สูตรหลัก: T=K × D × P

ความสัมพันธ์ของแรงบิดพื้นฐาน-กับพรีโหลดแสดงโดยสมการ T=K × D × P โดยที่ T คือแรงบิดที่ใช้, K คือแฟกเตอร์น็อต (สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานแบบไร้มิติ), D คือเส้นผ่านศูนย์กลางระบุของโบลต์ และ P คือผลลัพธ์พรีโหลด (แรงจับยึด) ปัจจัยน็อต K โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.10 (หล่อลื่นอย่างดี-) ถึง 0.22 (เหล็กธรรมดาแห้ง) และขึ้นอยู่กับผิวสำเร็จของเกลียว การผสมวัสดุ การหล่อลื่น และการรักษาพื้นผิว โดยทั่วไปการพรีโหลดจะถูกกำหนดเป้าหมายไว้ที่ 60-75% ของความแข็งแรงครากของโบลต์ เพื่อสร้างสมดุลระหว่างความสมบูรณ์ของรอยต่อและค่าความปลอดภัยเทียบกับคราก

Nut Factor K และปัจจัยที่มีอิทธิพล

ปัจจัยน็อต K ไม่ใช่ค่าคงที่ - แต่จะแปรผันตามค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างเกลียวและระหว่างหน้าน็อตกับพื้นผิวแบริ่ง ปัจจัยที่ส่งผลต่อ K ได้แก่ วัสดุและความแข็งของสลักเกลียวและน็อต ผิวสำเร็จและการเคลือบผิวเกลียว การมีอยู่และประเภทของสารหล่อลื่น ประเภทและความหนาของการชุบหรือการเคลือบ และสภาพของพื้นผิวแบริ่ง ตัวยึดแบบเคลือบสังกะสี-โดยทั่วไปจะมีค่า K อยู่ที่ 0.15-0.18 แบบแห้ง และ 0.12-0.14 แบบหล่อลื่น ตัวยึดสังกะสีแบบจุ่มร้อนพร้อมน็อตขนาดใหญ่ โดยทั่วไปจะมีค่า K อยู่ที่ 0.18-0.22 ตัวยึดเคลือบ Dacromet มีค่า K 0.12-0.15

แผนภูมิแรงบิดทั่วไป

การควบคุมแรงบิดโดยวิธีการติดตั้ง

การติดตั้งประแจควบคุมแรงบิดเป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไป โดยให้ความแม่นยำ ±5-10% ขึ้นอยู่กับคุณภาพของประแจและเทคนิคของผู้ปฏิบัติงาน วิธีหมุน-ของ-น็อตใช้การควบคุมมุม - โดยขันน็อตให้แน่นก่อน-ในสภาพที่แน่นหนา จากนั้นจึงหมุนตามเศษส่วนที่ระบุของการหมุน (โดยทั่วไปคือ 1/2 ถึง 2/3 รอบ) เพื่อให้บรรลุเป้าหมายพรีโหลดโดยไม่ขึ้นกับความแปรผันของแรงเสียดทาน การตึงโดยตรงโดยใช้ตัวปรับแรงตึงไฮดรอลิกจะดึงโบลต์จนถึงระยะยืดที่ระบุก่อนที่น็อตจะหมด ทำให้มีการควบคุมพรีโหลดที่แม่นยำที่สุดด้วยความแม่นยำ ±2-5% การวัดพรีโหลดอัลตราโซนิกให้ความแม่นยำสูงสุดด้วยการวัดการยืดของโบลต์แบบเรียลไทม์ที่แม่นยำถึง 1%

ผลของการหล่อลื่นต่อแรงบิด

การหล่อลื่นจะช่วยลดแรงเสียดทานของเกลียวและแบริ่ง ซึ่งช่วยลดแรงบิดที่จำเป็นเพื่อให้ได้พรีโหลดที่กำหนด 10-20% เมื่อเทียบกับสภาวะที่แห้ง อย่างไรก็ตาม นี่ยังหมายความว่าการใช้ค่าแรงบิดเท่ากันบนโบลต์ที่มีการหล่อลื่นเหมือนกับโบลต์แบบแห้งจะส่งผลให้พรีโหลดสูงขึ้นอย่างมาก และอาจเกิดความเครียดเกินของโบลต์ได้ สลักเกลียวชุบสังกะสีมีลักษณะการเสียดสีที่แตกต่างกันโดยธรรมชาติ - การเคลือบสังกะสีจะลดค่า K ดังนั้นค่าแรงบิดจะต้องลดลงตามนั้น (โดยทั่วไปจะต่ำกว่าค่าเหล็กธรรมดา 10-15%) สารประกอบป้องกันการยึดติด- (นิกเกิล- ทองแดง- หรือPTFE- ใช้สำหรับการขันสลักเกลียวที่อุณหภูมิสูงเพื่อป้องกันการครูดและรับประกันพฤติกรรมพรีโหลดของแรงบิดที่สม่ำเสมอ ข้อกำหนดทางโครงสร้างบางอย่างห้ามการหล่อลื่นสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูงเพื่อรักษาประสิทธิภาพการเชื่อมต่อประเภทแรงเสียดทานที่สม่ำเสมอ

ลำดับการกระชับ

ลำดับการขันที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการกระจายพรีโหลดที่สม่ำเสมอในข้อต่อโบลท์หลายตัว การเชื่อมต่อหน้าแปลนเป็นไปตามรูปแบบการขันขวาง- (รูปดาว) โดยขันโบลต์ตามลำดับที่สลับกันตามเส้นผ่านศูนย์กลางของหน้าแปลน โดยทั่วไปจะเริ่มต้นด้วยโบลต์ จากนั้นโบลต์ทำมุมตรงกันข้าม 180 องศา จากนั้น 90 องศาจากอันแรก ไปเรื่อยๆ การขันจะดำเนินการในระยะก้าวหน้า - โดยทั่วไปคือ 25% ของแรงบิดสุดท้าย จากนั้น 50% จากนั้น 75% และ 100% เพื่อให้แน่ใจว่าปะเก็นจะบีบอัดเท่ากันและหน้าหน้าแปลนยังคงขนานกัน สำหรับข้อต่อแบบสลักเกลียวที่มีสลักเกลียวสี่ตัวขึ้นไป ควรบันทึกลำดับการขันให้แน่นในขั้นตอนการติดตั้งและปฏิบัติตามอย่างสม่ำเสมอ

ผลที่ตามมาของแรงบิดต่ำกว่า-และแรงบิดสูงเกิน-

แรงบิดที่ต่ำกว่า-ทำให้เกิดการคลายตัวของข้อต่อภายใต้แรงสั่นสะเทือน การรั่วไหลของของเหลว แอมพลิจูดของความเค้นที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดความเมื่อยล้าแตกหัก และอาจเกิดการแยกตัวของข้อต่อภายใต้แรงที่ออกแบบ แรงบิดที่เกิน-ทำให้ได้ผลผลิตของโบลต์ (การยืดอย่างถาวร) หน้าตัดที่ลดลง- ทำให้โบลต์อ่อนตัวลง การปอกเกลียว การกัดกร่อนจากความเค้นแตกในวัสดุที่ไวต่อการสัมผัส และปะเก็นที่-การบีบอัดในข้อต่อหน้าแปลน เงื่อนไขทั้งสองจะลดขอบเขตความปลอดภัยของการเชื่อมต่อและเพิ่มความเป็นไปได้ที่-บริการจะล้มเหลว ข้อกำหนดแรงบิดและการควบคุมที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพของข้อต่อแบบสลักเกลียวที่เชื่อถือได้

การสนับสนุนที่เกี่ยวข้องของ ManufacturingPipe{0}}

ManufacturingPipe ให้การทดสอบค่าสัมประสิทธิ์แรงบิด (ค่า K) ต่อชุดเพื่อรองรับข้อกำหนดแรงบิดที่แม่นยำสำหรับตัวยึดและการเคลือบผิวเฉพาะของคุณ เราระบุค่าแรงบิดที่แนะนำพร้อมใบรับรองวัสดุเพื่อเป็นแนวทางในการติดตั้งภาคสนาม ทีมวิศวกรของเราสามารถแนะนำการปรับสภาพพื้นผิวที่ปรับให้เหมาะสมเพื่อการควบคุมค่า K ที่แม่นยำ และเราให้บริการด้านเทคนิคการตรวจสอบแรงบิดสำหรับข้อต่อแบบสลักวิกฤต การสนับสนุนนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าตัวยึดที่เราจัดหาได้รับการติดตั้งอย่างถูกต้องเพื่อประสิทธิภาพข้อต่อที่เหมาะสมที่สุด

ต้องการข้อมูลแรงบิดสำหรับข้อต่อแบบเกลียวใช่ไหม

ติดต่อ ManufacturingPipe เพื่อสอบถามค่าสัมประสิทธิ์แรงบิดเฉพาะชุด-และคำแนะนำในการติดตั้งโดยผู้เชี่ยวชาญ