Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Момент затяжки болта рассчитывают, чтобы создать в соединении заданное усилие предварительной затяжки — не сорвав резьбу и не выйдя за предел текучести. Базовый инженерный ответ на вопрос, как рассчитать момент затяжки болта, даёт упрощённая формула M = K·d·F, где момент связан с диаметром резьбы, требуемым осевым усилием и коэффициентом затяжки. Разберём формулу, коэффициент K, расчёт усилия по классу прочности, таблицы по резьбе и типичные ошибки.
Для оценочного расчёта момента затяжки применяют упрощённую формулу, связывающую момент с осевым усилием в болте.
M = K · d · F
M
K
d
F
Момент затяжки — не самоцель, а лишь способ косвенно создать нужное осевое усилие F в болте. Основная часть момента расходуется на преодоление трения в резьбе и под опорной поверхностью, и лишь малая доля превращается в полезное натяжение.
Именно поэтому в формулу входит коэффициент K, обобщённо учитывающий трение. Для ответственных высоконагруженных соединений применяют развёрнутую методику VDI 2230, где отдельно учитываются шаг резьбы, средний диаметр, коэффициенты трения в резьбе и под головкой, а также коэффициент использования предела текучести и разброс усилия затяжки. Упрощённая формула M = K·d·F — это инженерная оценка, достаточная для типовых задач.
Коэффициент затяжки K (коэффициент закручивания, в англоязычной литературе nut factor) обобщённо описывает потери на трение. Он сильно зависит от состояния поверхностей, покрытия и смазки: чем более гладкие и скользкие резьба и опорная поверхность, тем меньше K и тем меньший момент нужен для того же усилия.
Коэффициент затяжки K в упрощённой формуле не тождествен коэффициенту трения μ из развёрнутой методики VDI 2230, хотя и связан с ним. Не подставляйте значение μ вместо K и наоборот. Значения в таблице — ориентировочные; для ответственных соединений коэффициент трения определяют испытанием по методике ГОСТ Р ИСО 16047.
Влияние смазки колоссально: применение противозадирной пасты с K около 0,10 вместо сухого болта с K около 0,20 при том же моменте почти вдвое увеличивает осевое усилие. Если по смазанному болту затянуть «сухим» табличным моментом, натяжение превысит расчётное и болт может уйти в пластику или сорвать резьбу.
Усилие F (преднатяг) задают долей от предела текучести материала болта, обычно 70–80%. Считают его по пределу текучести и расчётной площади сечения резьбы.
F = β · Rp0,2 · As
β
Rp0,2
As
Предел текучести берут по классу прочности болта. Обозначение класса по ГОСТ ISO 898-1: первое число, умноженное на 100, даёт номинальный предел прочности Rm в МПа; произведение первого и второго чисел на 10 даёт номинальный предел текучести. Например, для класса 8.8: Rm = 8·100 = 800 МПа, Rp0,2 = 8·8·10 = 640 МПа.
Площадь расчётного сечения As — это не площадь по номинальному диаметру, а меньшая величина, отнесённая к сечению по резьбе; её берут из таблиц ГОСТ ISO 898-1 (см. таблицы ниже).
Рассчитаем момент затяжки для болта М12 класса прочности 8.8 без покрытия (сухая сборка).
91 Н·м
Приведены номинальные значения, следующие из обозначения класса. В таблице 3 ГОСТ ISO 898-1 установлены минимальные гарантированные значения предела текучести, которые для классов 10.9 и 12.9 несколько выше номинальных — 940 и 1100 МПа соответственно; в ответственных расчётах используют именно их. Для класса 8.8 при d > 16 мм минимальные значения также повышаются (830 / 660 МПа).
Затяжку по моменту выполняют динамометрическим ключом. Метод контроля по моменту прост, но неточен: разброс создаваемого усилия достигает примерно ±25% из-за нестабильности трения. Для высоконагруженных соединений классов 10.9 и 12.9 применяют более точный метод «момент плюс угол»: болт сначала затягивают предварительным моментом, а затем доворачивают на заданный угол, что позволяет надёжно выйти в зону текучести.
Табличные и расчётные значения момента — ориентир. Для ответственных узлов приоритетны указания изготовителя оборудования и крепежа; при их наличии следуют именно им.
По упрощённой формуле M = K·d·F: перемножают коэффициент затяжки K, номинальный диаметр резьбы d (в метрах) и требуемое осевое усилие F (в ньютонах). Усилие F предварительно находят как долю (0,7–0,8) от предела текучести, умноженную на площадь расчётного сечения резьбы.
Для сухой стали без покрытия K около 0,20; для оцинкованной и фосфатированной 0,15–0,18; при смазке маслом 0,12–0,15; при MoS2 или противозадирной пасте 0,10–0,13. Значения ориентировочные; для ответственных соединений трение определяют испытанием.
Первое число класса, умноженное на 100, даёт предел прочности в МПа, а произведение первого и второго чисел на 10 — предел текучести. Для 8.8 это 800 и 640 МПа. По ГОСТ ISO 898-1 для 10.9 и 12.9 минимальные значения предела текучести чуть выше номинальных — 940 и 1100 МПа.
Резьба ослабляет стержень: разрыв идёт по сечению во впадинах резьбы, поэтому усилие считают по площади расчётного сечения As, которая меньше площади по номинальному диаметру. Значения As берут из таблиц ГОСТ ISO 898-1.
Метод затяжки по моменту даёт разброс осевого усилия около ±25% из-за нестабильности трения. Для высокоответственных соединений применяют метод «момент плюс угол», который заметно точнее выводит болт в зону текучести.
Потому что момент зависит от коэффициента затяжки, а он определяется покрытием и смазкой. Один и тот же болт без покрытия и со смазкой MoS2 требует моментов, отличающихся почти вдвое при одинаковом осевом усилии.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.