Моменты затяжки метрических болтов, винтов и гаек

Чрезмерная затяжка резьбовых соединений может привести к разрушению, которое проявляется в поломке стержня болта или повреждении резьбы гайки и/или болта.

Болт или винт, соединенные с гайкой соответствующего класса, рассчитаны на создание соединений, которые могут быть затянуты до установленной пробной нагрузки болта без повреждения резьбы. Пробная нагрузка обычно составляет 85-95% от предела текучести и определяется как максимальное растягивающее усилие, которое можно приложить к болту без его пластической деформации.

Значение крутящего момента для определенного размера болта зависит от следующих факторов:

1. Материала и класса прочности болта.
2. Материала соединяемых деталей (сталь, цветной металл или пластик).
3. Наличия или отсутствия антикоррозионного покрытия на винте.
4. Сухой или смазанный крепеж используется.
5. Длины резьбы.

Приведенные ниже таблицы являются ознакомительными, так как указанные в них значения примерны. Ввиду множества факторов, влияющих на соотношение крутящего момента и натяжения, единственным способом определения правильного крутящего момента является проведение экспериментов в реальных условиях сборки и эксплуатации.

Таблица 1. Моменты затяжки – винт (болт) без покрытия (черный), коэффициент трения 0,14.

Диаметр резьбы	Класс прочности
	5.6		8.8		10.9		12.9
	Nm	ft lb.	Nm	ft lb.	Nm	ft lb.	Nm	ft lb.
М3	0.6	0.44	1.37	1.01	1.92	1.42	2.3	1.7
М4	1.37	1.01	3.1	2.29	4.4	3.05	5.25	3.87
М5	2.7	1.99	6.15	4.54	8.65	6.38	10.4	7.6
М6	4.6	3.3	10.5	7.7	15	11	18	13
М7	7.6	5.6	17.5	12.9	25	18.4	29	21.3
М8	11	8.1	26	19	36	26	43	31
М10	22	16	51	37	72	53	87	64
М12	39	28	89	65	125	92	150	110
М14	62	45	141	103	198	146	240	117
М16	95	70	215	158	305	224	365	269
М18	130	95	295	217	420	309	500	368
М20	184	135	420	309	590	435	710	523
М22	250	184	570	420	800	590	960	708
М24	315	232	725	534	1020	752	1220	899
М27	470	346	1070	789	1510	1113	1810	1334
М30	635	468	1450	1069	2050	1511	2450	1806
М33	865	637	1970	1452	2770	2042	3330	2455
М36	1111	819	2530	1865	3560	2625	4280	3156
М39	1440	1062	3290	2426	4620	3407	5550	7093

Диаметр резьбы	Класс прочности
	8.8		10.9		12.9
	Nm	ft lb.	Nm	ft lb.	Nm	ft lb.
М8х1	27	19	38	28	45	33
М10х1,25	52	38	73	53	88	64
М12х1,25	95	70	135	99	160	118
М14х1,5	150	110	210	154	250	184
М16х1,5	225	165	315	232	380	280
М18х1,5	325	239	460	339	550	405
М20х1,5	460	339	640	472	770	567
М22х1,5	610	449	860	634	1050	774
М24х2	780	575	1100	811	1300	958

Таблица 2. Моменты затяжки – винт электролитически оцинкованный, коэффициент трения 0,125.

Крупная резьба

Диаметр резьбы	Класс прочности
	5.6		8.8		10.9		12.9
	Nm	ft lb.	Nm	ft lb.	Nm	ft lb.	Nm	ft lb.
М3	0.56	0.41	1.28	0.94	1.8	1.33	2.15	1.59
М4	1.28	0.94	2.9	2.14	4.1	3.02	4.95	3.65
М5	2.5	1.84	5.75	4.24	8.1	5.97	9.7	7.15
М6	4.3	3.1	9.9	7.3	14	10.3	16.5	12.1
М7	7.7	5.2	16.5	12.1	23	16.9	27	19.9
М8	10.5	7.7	24	17.7	34	25	40	29
М10	21	15	48	35	67	49	81	59
М12	36	26	83	61	117	86.2	140	103
М14	58	42	132	97	185	136	220	162
М16	88	64	200	147	285	210	340	250
М18	121	89	275	202	390	287	470	346
М20	171	126	390	287	550	405	660	486
М22	230	169	530	390	745	549	890	656
М24	295	217	675	497	960	708	1140	840
М27	435	320	995	733	1400	1032	1680	1239
М30	590	435	1350	995	1900	1401	2280	1681
М33	800	590	1830	1349	2580	1902	3090	2278
М36	1030	759	2360	1740	3310	2441	3980	2935
М39	1340	988	3050	2249	4290	3163	5150	3798

Диаметр резьбы	Класс прочности
	8.8		10.9		12.9
	Nm	ft lb.	Nm	ft lb.	Nm	ft lb.
М8х1	25	18	35	25	42	30
М10х1,25	49	36	68	50	82	60
М12х1,25	88	64	125	92	150	110
М14х1,5	140	103	195	143	235	173
М16х1,5	210	154	295	217	350	258
М18х1,5	305	224	425	313	510	376
М20х1,5	425	313	600	442	720	531
М22х1,5	570	420	800	590	960	708
М24х2	720	531	1000	737	1200	885

Почему важен оптимальный момент затяжки болта?

Даже опытные специалисты иногда могут затянуть болты с избыточным или недостаточным усилием. На самом деле, значения крутящего момента редко указываются в технической документации продукта. Однако именно неправильная затяжка болтового соединения часто становится причиной выхода крепежа из строя. Оптимальный момент затяжки крайне важен для обеспечения безопасной и правильной работы винта.

Что происходит при затягивании болта?

Применение крутящего момента к гайке заставляет ее перемещаться вверх по наклонной плоскости резьбы. Это приводит к уменьшению расстояния между опорными поверхностями болта и гайки, что определяет длину захвата болтового соединения.

При дальнейшей затяжке на болт действует нагрузка на растяжение. Материал болта, чаще всего сталь, сопротивляется этому растяжению, создавая зажимное усилие на соединяемых компонентах. Аналогично, материалы основания противодействуют сжатию, чтобы сбалансировать зажимное давление. Это напряжение называется предварительным натягом крепежа.

Правильно затянутый болт слегка растягивается, но не выходит за пределы своей упругой деформации. В таком состоянии он сохраняет усилие затяжки и устойчивость к усталостному разрушению. Если болт затянут избыточно, он растягивается за пределы упругого удлинения, что приводит к необратимой пластической деформации и последующему разрушению.

Недостаточно затянутый болт оставляет небольшой зазор между соединяемыми деталями, который со временем увеличивается под действием динамических или рабочих нагрузок. Наличие зазора указывает на отсутствие предварительного натяжения, что неизбежно приведет к разрушению соединения. Момент затяжки — это оптимальный крутящий момент, приложенный к гайке, чтобы болт мог надежно удерживать нагрузку, не деформируясь и не ломаясь. В системе СИ момент затяжки измеряется в Н·м (Ньютон-метр).

Момент силы предварительной затяжки резьбового соединения является расчетным значением, составляющим 75-80% от величины пробной нагрузки. Пробная нагрузка служит контрольным показателем, который винт должен выдержать при испытаниях. Превышение этой нагрузки при затягивании может привести к выходу крепежного элемента из строя.

Заключение

В заключение, оптимальный момент затяжки болта играет важную роль в обеспечении надежности и безопасности болтового соединения. Применение правильного крутящего момента помогает предотвратить пластическую деформацию или разрушение болта, а также обеспечивает устойчивость к усталостному разрушению. Учитывая многочисленные факторы, влияющие на определение оптимального крутящего момента, необходимо проводить испытания, чтобы достичь правильного предварительного натяжения и продлить срок службы крепежа.