En seleccionarcargolsque compleixin els requisits, dominar el mètode de càlcul del parell de torsió del cargol és especialment crucial, i l'estàndard del parell de torsió del cargol és una referència important per triar els tipus i models de cargols. Aquest article detalla els estàndards bàsics i els mètodes de càlcul científic del parell d'apretament dels cargols, proporcionant una referència per a la selecció raonable i l'ús estandarditzat dels cargols.
1. Càlcul del parell d'apretament del cargol
La fórmula bàsica de càlcul per al parell d'estrenyi dels cargols ésT=K×F×d, amb la definició i explicació de cada paràmetre de la següent manera:
T: Parell objectiu necessari per estrènyer la femella (unitat: N·m);
K: coeficient de parell, no un valor fix de 0,2. S'ha de determinar de manera exhaustiva en funció de l'estat de la superfície del cargol, l'estat de la lubricació i el tipus de rosca-per als productes ordinaris no lubricatscargols de rosca-grossa, el valor K sol estar entre 0,18-0,25; per a cargols amb tractament de lubricació amb fosfat, el valor K es pot reduir a 0,12-0,15. Els valors específics s'han de referir al manual del producte de cargols o a les dades de prova de la indústria;
F: Precàrrega necessària per al cargol (unitat: N), un paràmetre bàsic per garantir una connexió fiable;
d: Diàmetre principal de la rosca del cargol (unitat: m), és a dir, el diàmetre exterior màxim de la rosca del cargol, que ha de correspondre a l'especificació del cargol (per exemple, el diàmetre principal d'un cargol M16 és de 16 mm, que s'ha de convertir a 0,016 m durant el càlcul).
Cal subratllar que la determinació de la precàrrega F s'ha de combinar amb les característiques del material del cargol i els requisits de connexió, i no es pot generalitzar. Per a les connexions convencionals de cargols d'acer, es recomana determinar el límit superior de precàrrega d'acord amb els principis següents per evitar la deformació plàstica del cargol a causa d'una precàrrega excessiva:
Cargols d'acer al carboni (p. ex., material Q235, grau 8,8 i inferior): F Menor o igual a (0,6-0,7)×σₛ×A₁
Perns d'acer aliat (per exemple, material 42CrMo, grau 10,9 i superior): F Menor o igual a (0,5-0,6)×σₛ×A₁
Entre ells,σₛés el límit elàstic del material del cargol (unitat: Pa), que s'ha de basar en l'informe de rendiment mecànic del material del cargol real, en lloc del "límit de rendiment" (encara que el significat és similar en enginyeria, el límit elàstic se centra més en el valor estàndard del material);A₁és l'àrea de la secció transversal perillosa-del cargol (unitat: m²). Per als cargols normals, la secció transversal perillosa-acostuma a ser la secció de diàmetre menor de la rosca, que s'ha de calcular segons la mida del perfil de la rosca, no l'àrea de secció transversal-nominal del cargol. Es poden obtenir valors precisos fent referència a estàndards de fil com ara GB/T 196.
2. Normes de parell d'apretament de cargols
Els estàndards de parell d'estrenyiment dels cargols es refereixen als valors de parell predeterminats necessaris durant el procés de connexió dels cargols. La seva funció principal és garantir l'estanquitat, l'estabilitat i la fiabilitat del sistema de connexió mecànica estandarditzant la precàrrega. Aquests estàndards no són especificats arbitràriament per un únic fabricant, sinó que els formulen de manera uniforme organitzacions nacionals, industrials o internacionals, com ara el GB/T 16823.3 "Threaded Fasteners - Tightening Test Methods" de la Xina i la DIN 25201 d'Alemanya. Alguns camps específics (p. ex., automoció, aeroespacial) també tenen estàndards especials.
Els estàndards de parell de torsió s'han de formular de manera diferent en funció de múltiples factors, amb els principals factors d'influència que inclouen:
Grau de rendiment del cargol: l'estàndard de parell de torsió per a cargols-d'alta resistència (p. ex., grau 10.9, grau 12.9) és molt superior al dels cargols normals (p. ex., grau 4.8, grau 6.8). Per exemple, entre els cargols M12, el parell de torsió estàndard del grau 4.8 és d'aproximadament 35 N·m, mentre que el del grau 12.9 pot superar els 190 N·m;
Propòsit de la connexió: l'estàndard de parell per a les connexions de coixinets de càrrega estructural-(p. ex., juntes d'estructura d'acer-columna) és més alt que el de les connexions decoratives ordinàries;
Entorn de treball: per a escenaris amb vibracions freqüents (p. ex., motors, motors) o segellat d'alta-pressió (p. ex., brides de canonades), es requereix un estàndard de parell més alt que correspongui a una precàrrega més alta, i alguns poden haver de combinar-se amb mesures anti-afluixament;
Especificació i material del cargol: per a la mateixa qualitat, com més gran sigui el diàmetre del cargol, més gran serà el parell estàndard; per als cargols de la mateixa especificació, el parell estàndard del material d'acer aliat és superior al de l'acer al carboni.
En l'ús real dels cargols, la precisió i l'efecte d'implementació de l'estàndard de parell de torsió són crucials: si l'estàndard de torsió s'ha seleccionat incorrectament (p. ex.,cargols-d'alta resistènciad'acord amb l'estàndard de cargols de baix grau-), provocarà una precàrrega insuficient i un afluixament fàcil de la connexió; si no s'aconsegueix el parell estàndard, es poden produir problemes com ara fuites i sorolls anormals; si el parell de torsió supera l'estàndard, provocarà una fractura per tracció del cargol o una separació del fil, cosa que suposarà greus perills de seguretat.
3. Resum
El càlcul del parell de torsió dels cargols i el compliment dels estàndards són enllaços bàsics en la selecció de cargols i el disseny de la connexió. Durant la selecció i l'ús de cargols, primer cal determinar una precàrrega raonable en funció dels requisits de connexió, confirmar el coeficient de parell segons el material del cargol i l'estat de la superfície, calcular el parell objectiu mitjançant la fórmula T=K × F × d i verificar estrictament la racionalitat del valor de parell amb referència als estàndards nacionals o de la indústria corresponents.
Només dominant amb precisió aquests coneixements podem seleccionar científicament els cargols i estandarditzar el procés d'estrenyiment, assegurant fonamentalment el rendiment i la fiabilitat del sistema de connexió mecànica i salvaguardant la seguretat de l'operació de l'equip i el funcionament del personal. En aplicacions pràctiques, es recomana combinar el manual del producte del cargol, les claus dinamomiques especials i les proves-in situ per millorar encara més la precisió del control del parell.
