Натяжение шпилек и гаек

Чтобы изучить натяжение шпилек и гаек, мы проведем эксперимент, в котором проверим натяжение, достигаемое в крепеже при определенном значении крутящего момента. Это позволит продемонстрировать, как трение влияет на величину натяжения в крепеже, и к каким драматическим последствиям может привести увеличение трения.

С помощью тестера крутящего момента Skidmore-Wilhelm мы проследим за натяжением крепежа при различном значении крутящего момента. Для обеспечения точного момента затяжки мы будем использовать пневматический динамометрический ключ RAD-1800.

Используйте новую шпильку и новую гайку:

На данном этапе мы хотим посмотреть, каким будет натяжение, если мы продолжим использовать те же шпильку и гайку, но уменьшим величину прилагаемого крутящего момента - до первоначальных 500 фунтов/фунт. Если результат покажет меньшее натяжение, чем было достигнуто изначально, мы посмотрим, насколько больше крутящего момента требуется для достижения 28 000 футов на фунт (как показано выше, первоначально этот показатель был достигнут при крутящем моменте 600 футов на фунт).

Результаты

С каждым последующим приложением крепежа сила натяжения уменьшается. Чтобы достичь того же натяжения, что и в третьей попытке, нам потребовалось приложить на 33% больше крутящего момента. Мы приложили еще два усилия по 500 фунтов/фунт, и натяжение продолжало уменьшаться (15 000 и 14 000).

Наблюдения

В месте соприкосновения с поверхностью объекта гайка немного затвердела, однако и гайка, и шпилька были в довольно хорошем состоянии. В своей книге "Введение в проектирование и поведение болтовых соединений" Джон Бикфорд отмечает, что "обычно около 10% этой работы заканчивается в виде потенциальной энергии, запасенной в "пружинах" соединения и болта. Остальная часть теряется различными способами. Большая часть теряется в виде тепла, благодаря ограничениям трения между гайкой и поверхностью соединения, а также между наружной и внутренней резьбой".

Стандартные характеристики крутящего момента

Следующая таблица спецификаций крутящего момента относится к стандартным материалам для болтов, гаек и шпилек, основанных на классификации стали болтов S.A.E.

Рекомендуемые максимальные значения крутящего момента + или - 5 %

ПРИМЕЧАНИЕ: Если материалы отличаются от стандартов S.A.E., обратитесь к следующей таблице пересчета:

Приведенные выше значения крутящего момента являются ориентировочными. Характеристики крутящего момента, особенно для ответственных соединений, должны определяться в реальных условиях сборки, поскольку существует множество переменных, которые трудно предсказать и которые влияют на соотношение крутящего момента и натяжения.