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¿Ha escuchado que solo 10% del torque en el proceso de apriete de pernos se convierte en fuerza de sujeción? También hay un dicho popular llamado la regla '541', es decir, 50% del par de torsión en el proceso de apriete del perno es para superar la fricción debajo de la cabeza del perno o la tuerca, y 40% del par de torsión debe superar la fricción en la rosca. par. El par realmente convertido en fuerza de sujeción solo representa 10%. ¿Es esto cierto?

¡Hoy usaremos cálculos de fórmulas para probar si la declaración anterior es correcta!

Durante el proceso de apriete, parte del par debe superar la fricción entre la tuerca y la pieza conectada, parte del par debe superar la fricción entre las roscas y parte del par debe convertirse en la fuerza de preapriete del perno. .

F0=fuerza de preapriete del tornillo

P = tono

d2=diámetro de paso básico de rosca exterior

M = Apriete el par de pernos

μk=El coeficiente de fricción entre la tuerca y la parte conectada

μg=Coeficiente de fricción entre la tuerca y la rosca del tornillo

DKm=El diámetro central del anillo de contacto entre la tuerca y la parte conectada

Mg = par de fricción entre la tuerca y la parte conectada

Mk= Par entre la tuerca y el par de roscas del perno (incluido el par de fricción y el par convertido en fuerza de sujeción)

ψ=ángulo de hélice del hilo

2α es el ángulo del perfil de la rosca

Primero mire el par de fricción Mg entre la tuerca y la parte conectada

Mg = F0 * ψK * Dkm/2 (Fórmula 1)

Expanda el hilo a lo largo del diámetro, como se muestra en la Figura 2, el ángulo de hélice del hilo

Tanψ = p/Π*d2 (Fórmula 2)

El análisis actuando sobre el hilo se muestra en la Figura 3, donde se equilibran las fuerzas.

Entonces la fuerza componente F1 en la dirección horizontal es:

F1=F0*tan(ρ'+ψ) (Fórmula 3)

Porque los hilos métricos ordinarios son dientes triangulares.

Rn = La presión positiva entre la tuerca y la superficie de contacto de la rosca del perno.

por lo tanto:
Rn=F0/cos(ɑ) (Fórmula 4)

La fuerza de fricción entre las superficies de contacto del perfil de la rosca es

Rn*μg=F0/cos(ɑ)*μg (Fórmula 5)

ρ'es el ángulo de fricción

por lo tanto:
Tanρ' = μg/cos(ɑ) (Fórmula 6)

Dado que el ángulo de la hélice del hilo es generalmente muy pequeño,

F1=F0*tan(ρ'+ψ) se puede simplificar a:

F1=F0*tan(ρ')+F0* tan(ψ) (Fórmula 7)

Sustituyendo la fórmula 2 y la fórmula 6, la fórmula 4 se puede expresar como

F1=F0*μg/cos(ɑ)+F0*P/Π*d2

Por tanto: Mk= F1*d2/2=d2/2*F0(μg/cos(ɑ)+P/Π*d2)

Para roscas métricas comunes estándar, el ángulo del perfil 2α es de 60°

Por lo tanto: Mk=F0*(P/2*Π+d2*μg/cos30°)=F0*(0.16P+0.58*d2*μg)

Por lo tanto, el par de apriete M se puede expresar como:

M=Mk+Mg=F0*(0.16P+0.58*d2*μg)+F0*μk*Dkm/2

en:

El elemento que contiene μg es el par de torsión para superar la fricción en la rosca.

El término que contiene μk es el par para vencer la fricción en la superficie de apoyo de la tuerca

El resto es el par convertido en fuerza de preapriete del perno.

por lo tanto:

El par para superar la fricción en la rosca es F0*0,58*d2*μg

El par para superar la fricción en la superficie de apoyo de la tuerca es F0*μk*Dkm/2
El par convertido en fuerza de preapriete del perno es F0*0,16*P

Tome la combinación de conexión de perno M30 10.9 como ejemplo para ver cómo se distribuye el par de apriete del perno bajo diferentes coeficientes de fricción.

Cuando el coeficiente de fricción es 0.1

Parámetros de la arandela de la tuerca del perno

METRO_A = F_METRO(0,16*P+0,58*d₂*μ_GRAMO+D_kilómetros/2*μ_k)(5.4/20)

Cuando el coeficiente de fricción es 0.15

METRO_A = F_METRO(0,16*P+0,58*d₂*μ_GRAMO+D_kilómetros/2*μ_k)(5.4/20)

A través de los cálculos anteriores, creo que tienes una respuesta clara. El coeficiente de fricción tiene una gran influencia en el par de apriete de los tornillos. Cuando el coeficiente de fricción alcanza 0,15, se puede convertir menos de 10% del par en fuerza de preapriete del perno.

Entonces, ¿hay alguna diferencia en la distribución del torque para pernos de diferentes especificaciones? Bienvenido a dejar un mensaje para discutir!