(Última actualización: 25 de septiembre de 2021)

En muchos casos, el cálculo del par de apriete de los pernos es una cuestión muy importante, que nos puede ayudar a elegir las herramientas hidráulicas más adecuadas para el trabajo. Por lo tanto, le mostraré cómo calcular el par de torsión del perno.

Ahora, comencemos.

Fórmula de cálculo del par de torsión ordinario del perno:

T = KFd(N,mm)

K, coeficiente de par de apriete, se puede seleccionar aproximadamente un valor de referencia según el estado de la superficie. Para superficies maquinadas en general, si hay lubricación, K puede ser 0.13-0.15; si no hay lubricación, K puede ser 0,18~0,21;
D, se refiere al diámetro nominal de la rosca
F, es la fuerza de apriete previo, perno de acero al carbono F=(0.6~0.7)σA; perno de aleación de acero F=(0.5~0.6)σA; donde σ es el límite elástico del material del perno; A=π/16(d2+d3 )2, d2 es la longitud media del hilo, d3=d1-H/6; d1 es el diámetro menor, H es la altura triangular original del hilo; el valor H se puede calcular de acuerdo con diferentes hilos, que es aproximadamente 0,87 veces el paso P.
T, torque del perno.

Coloque los valores de diferentes parámetros en la fórmula para obtener el valor de torque teórico del perno.
Puedes consultar nuestro tabla de par máximo de pernos para ayudarle a ahorrar tiempo y reducir los problemas de cálculo.

Fórmula de cálculo de pernos de alta resistencia:

T = KPd

K es el coeficiente de par, puede consultar el informe de prueba del fabricante y el informe de prueba en el sitio,

P es el valor estándar del valor de pretensión de construcción.

D es el diámetro del perno.

Por ejemplo

Cálculo de par de tornillos de alta resistencia

Los pernos de alta resistencia ejercen pretensión y transmiten la fuerza externa por fricción. Las conexiones de pernos ordinarias se basan en la resistencia al corte de la varilla del perno y la presión de la pared interior del orificio para transmitir la fuerza de corte. La fuerza de tensión previa generada cuando se aprieta la tuerca es muy pequeña y su efecto puede ignorarse. Además de la alta resistencia del material del perno de alta resistencia, también se aplica al perno. Una gran fuerza de pretensión produce una fuerza de extrusión entre los miembros de conexión, provocando así una gran fuerza de fricción perpendicular a la dirección del tornillo. Además, la fuerza de pretensión, el coeficiente antideslizante y el tipo de acero afectan directamente la capacidad portante del perno de alta resistencia.

Según las características de la fuerza, se divide en tipo de presión y tipo de fricción, y los métodos de cálculo de los dos son diferentes. La especificación mínima de pernos de alta resistencia es M12, y comúnmente se usan M16~M30. El rendimiento de los pernos sobredimensionados es inestable y debe usarse con precaución en el diseño.

Los pernos de alta resistencia se refieren a pernos con un rendimiento de dureza de grado relativamente fuerte, también llamados pernos de alta resistencia. Generalmente se refiere a 8.8 o superior, como pernos de grado 10.9 y pernos de grado 12.9, que tienen una gran dureza y resistencia a la torsión.

En el método de etiquetado, el número antes del punto decimal del nivel de rendimiento representa 1% de la resistencia a la tracción nominal σb del material. El número después del punto decimal representa 10 veces la relación entre el límite elástico σs del material y la resistencia a la tracción nominal. La resistencia a la tracción nominal del grado de desempeño 8.8 de los pernos M20 es σb=800MPa, y la resistencia a la tracción mínima σb=830MPa. Límite elástico nominal σs=640, límite elástico mínimo σs=660

Hay otra explicación. El número antes del punto decimal indica la resistencia a la tracción después del tratamiento térmico. El número después del punto decimal representa la relación de fluencia, es decir, la relación entre el valor medido de la resistencia a la fluencia y el valor medido de la resistencia última a la tracción. El grado 8.8 significa que la resistencia a la tracción de la varilla del perno no es inferior a 800 MPa y la relación de rendimiento es de 0,8. El grado 10.9 significa que la resistencia a la tracción de la varilla del perno no es inferior a 1000 MPa y la relación de rendimiento es de 0,9.

Cálculo de la longitud de los pernos de alta resistencia.

La conexión de pernos de alta resistencia debe controlar estrictamente la longitud del perno. La longitud del perno de alta resistencia tipo cizalla de torsión es la longitud desde la superficie de soporte inferior de la cabeza del tornillo hasta el corte de la cola del tornillo; para el perno de cabeza hexagonal de alta resistencia, se debe agregar el espesor de una arandela.

La fórmula general para calcular la longitud de los pernos de alta resistencia es la siguiente:

L=L”+△L

Donde △L=M+NS+3P

En la fórmula, L: la longitud del perno de alta resistencia;

L”: espesor total de la placa de conexión;

△L: longitud adicional, es decir, el valor alargado de la longitud de apriete;

M—Espesor nominal de la tuerca de alta resistencia;

N—Número de arandelas, 1 para pernos de alta resistencia tipo cortante de torsión, 2 para pernos de cabeza hexagonal de alta resistencia

S: espesor nominal de la arandela de alta resistencia

P-el paso del hilo.

El valor de extensión de la longitud de apriete de los pernos de alta resistencia = espesor de la placa de longitud del perno. Generalmente, se usa la longitud del espesor de la placa de conexión más L, y el valor es un múltiplo integral de 5 mm.

Antes de la construcción de pernos de alta resistencia, se debe volver a examinar el coeficiente de torsión del par de conexiones de pernos de alta resistencia de acuerdo con el lote de fábrica. Se deben volver a examinar 8 juegos de cada lote. El valor promedio del coeficiente de torque de los 8 conjuntos debe estar dentro del rango de 0.110~0.150, y la desviación estándar debe ser menor o igual a 0.010. Después de la prueba, los pernos de alta resistencia deben instalarse en poco tiempo.

El par de construcción de los pernos de alta resistencia se calcula y determina mediante la siguiente fórmula:

Tc=1.05k•Pc•d

Tc—par de construcción (N•m);

k—El valor promedio del coeficiente de torque del par de conexión de pernos de alta resistencia;

Pc: tensión previa para la construcción de pernos de alta resistencia (kN), consulte la Tabla 1;

d—Diámetro del tornillo del perno de alta resistencia (mm);

los llave de torsión utilizado en la construcción de pernos de alta resistencia debe calibrarse antes de su uso, y el error de torsión no debe ser superior a ± 5%, y debe usarse solo después de que esté calificado. Para la llave dinamométrica utilizada para la calibración, el error de par no debe exceder ±3%.

¿Cuál es la fuerza de tracción máxima de un perno de grado 8.8?

Método de cálculo

El valor máximo de tensión antes de que el acero se rompa bajo tensión se denomina límite de resistencia o resistencia a la tracción.

F = σs * A

F es la fuerza de tracción (carga admisible)
σs es la resistencia a la tracción del material
A es el área efectiva, y el área efectiva es el área de la sección transversal en el diámetro más pequeño de la longitud efectiva del perno.

El diámetro efectivo de M20 es Φ17, el área transversal efectiva es de 227 milímetros cuadrados y la resistencia a la tracción mínima de M20 de clase 8.8 es σb=830MPa.

F = 830*227=188.41KN
Por lo tanto, la resistencia a la tracción mínima del grado de desempeño 8.8 del perno M20 es 188.41KN.

Par de apriete previo Mt = K*P0*d*0.001Nm

K: Coeficiente de fuerza de apriete
D: diámetro nominal de la rosca
P0: precarga
Como: Π*ds*ds/4 (ds: el diámetro calculado de la sección peligrosa de la parte roscada)
ds: (d2+d3)/2
d3: d1-H/6 (H: altura nominal de trabajo de la rosca)
σ0=(0.5~0.7)σs
σs: límite elástico del material del perno N/mm2
K: consulte la tabla