Obliczanie siły mocowania na podstawie momentu obrotowego śruby

7

Próbuję obliczyć siłę zacisku wynikającą z dokręcenia nakrętki i śruby do określonego poziomu.

Znalazłem tę formułę w różnych formach w wielu miejscach.

T = K D P

$T = KDP$

$T$ = moment obrotowy (in-lb)
$K$ = stała uwzględniająca tarcie (0,15 - 0,2 dla tych jednostek)
$D$ = średnica śruby (cale)
$P$ = siła zacisku (lb)

Zastosowałem to do mojego problemu

$T = 0.6\text{ N-m} = 5.3\text{ in-lb}$
$D = 3\text{ mm} = 0.12\text{ in}$
$K = 0.2$

To daje . $P = \dfrac{T}{KD} = 220\text{ lb} = 100\text{ kg}$

Mam więc dwa pytania.

Wynik wydaje się zbyt wysoki. Używam małej śruby M3 i nie ma dużego momentu obrotowego. Nie rozumiem, jak to spowodowałoby siłę 100 kg. Czy ktoś może zobaczyć błąd?
Formuła nie uwzględnia skoku gwintu. Spodziewałbym się, że drobny gwint da większą siłę mocującą dla tego samego momentu obrotowego. Czy istnieje formuła uwzględniająca skok gwintu?

mechanical-engineering applied-mechanics torque

— Harry Courtice
źródło

1

Byłbyś zaskoczony, jak wiele korzyści mechanicznych może zrobić.

— maniak zapadkowy

Dla porównania, śruby konstrukcyjne można wstępnie naprężyć do dziesiątek tysięcy funtów za pomocą klucza płaskiego. To prawda, że tego rodzaju śruby są znacznie większe niż śruba M3, ale 220 funtów to nic.

— grfrazee,

1

Należy zauważyć, że związek między momentem obrotowym a siłą docisku nie jest bardzo niezawodny w sytuacjach praktycznych i tam, gdzie to naprawdę ma znaczenie, często stosuje się inne metody określania siły docisku.

— Ethan48,

7

Ta liczba jest odpowiednia dla śruby o niskiej wytrzymałości na rozciąganie. Zobacz także ten kalkulator i tę tabelę

W rzeczywistości sprawdź, czy przybliżymy pole przekroju poprzecznego 7 mm ² i obciążenie 1000 N, które daje naprężenie rozciągające 140 MPa, które jest poniżej granicy plastyczności nawet dla stali o niskiej rozciągliwości.

W tym szczególnym kontekście, w którym znany jest moment obrotowy, skok gwintu nie wchodzi w niego podczas obliczania na podstawie zależności między momentem obrotowym, tarciem i naprężeniem.

Cienka nić będzie (wszystkie pozostałe równe) będzie silniejsza niż zgrubna. Niektóre metody wymagają obliczenia siły zaciskającej przez dokręcenie śruby o zadany kąt, a tutaj podziałka ma znaczenie.

Gwint śrubowy jest zasadniczo odmianą klina lub pochyłej płaszczyzny i może zapewnić bardzo dużą przewagę mechaniczną, nawet zanim rozważy się wykorzystanie zastosowanego klucza / klucza.

— Chris Johns
źródło

Dzięki Chris, użyłem kalkulatora - wyszedł o 960n, co jest wystarczająco blisko mojej odpowiedzi, aby dać mi pewność siebie, ale wow. To duża siła dla czegoś, co nie wydaje się zbyt ścisłym dokręcaniem. Używamy przetworników ze skalibrowanym kliknięciem momentu obrotowego przy 0,6 nm i nie potrzeba dużo wysiłku w obracaniu, aby dokręcić śrubę.

— harry courtice

0

Zły sposób na uzyskanie znanej siły zaciskającej; tarcia są wielkimi niewiadomymi. W prawdziwym świecie (gdy ważna jest siła mocowania) hydrauliczny napinacz pociąga kołek / śrubę, a następnie nakrętka jest dokręcana. W przypadku zwykłych zastosowań, takich jak zaczepy kół samochodowych lub śruby główne, producent ma doświadczenie w określaniu poziomów momentu obrotowego, które należy zastosować.

— kowal37
źródło

Dobry na test szkolny.

— kowal37