Мануал по затяжке болтов

Момент затяжки – это усилие, которое прикладывается к резьбовому соединению при его завинчивании. Если закрутить крепеж с меньшим усилием, чем это необходимо, то, под воздействием вибраций, резьбовое соединение может раскрутиться, не обеспечивая нужную герметичность между скрепляемыми деталями, что может привести к тяжелым последствиям. Наоборот, если приложить к метизу большее усилие, чем требуется, произойдет разрушение резьбового соединения или скрепляемых деталей, например, может произойти срыв резьбы или появление трещин в деталях.

Для каждого размера и класса прочности резьбового соединения указаны определенные моменты затяжки. Все значения занесены в специальную таблицу усилий для затяжки динамометрическим ключом. Обычно, класс прочности болта указывается на его головке.

Классы прочности для метрических болтов

Класс прочности указывается цифрами на головке.

Классы прочности для дюймовых болтов

Информация о прочности выполнена в виде насечек на головке.

Резьбовые соединения затягивают стрелочным, предельным или цифровым динамометрическим ключом.

Таблица усилий затяжки метрических болтов

Усилие указано в Ньютон-метрах.

Таблица усилий затяжки дюймовых болтов

Для закручивания резьбовых соединений в соответствии с данными таблиц необходимо использовать специальный инструмент — динамометрический ключ.

Ниже представлены популярные модели ключей, диапазоны которых перекрывают большинство значений определенных моментов затяжки. Максимальную точность передачи крутящего момента обеспечивают электронные динамометрические ключи.

Таблицы моментов затяжки колес

Примерные значения для легковых автомобилей

Для легковых автомобилей используют ключи с присоединительным квадратом 1/2. Самыми популярными ключами являются модели с затяжкой до 200-210 Нм, например, ключи с диапазоном 28-210 или 42-210. Ниже представлены варианты подобных ключей.

Примерные значения для грузовых автомобилей и автобусов

Для коммерческого транспорта используют ключи с присоединительным квадратом 1/2, 3/4 и даже 1 дюйм. Ниже представлены варианты ключей для автобусов, коммерческих и грузовых автомобилей.

Порядок затяжки

Компания AIST располагает широким ассортиментом профессиональных ключей для выполнения различных работ с резьбовыми соединениями. У нас всегда возможно подобрать необходимый динамометрический ключ для автомобиля, как для легкового, так и для грузового транспортного средства.

*Значения таблиц моментов затяжки носят информационный характер, без ссылки на какой-либо ГОСТ.

Полезные статьи:

• Виды динамометрических ключей
• Как пользоваться динамометрическим ключом
• Как выбрать динамометрический ключ

Хотел написать только момент для динамометрического ключа, но без объяснения обозначения прочности болтов не получится. Тогда начну с прочности:
На крепеже указывают класс прочности — два числа разделённых точкой: 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Первое число обозначает предел прочности материала на разрыв, выраженный в тоннах на квадратный сантиметр сечения. На пример диаметр сечения резьбы болта М10 — 8.5мм (наружный диаметр резьбы 10мм вычитаем из него глубину резьбы 1.5мм, глубина резьбы соответствует шагу резьбы — теоретически), соответственно площадь 0.5675 см2,

при маркировке 12.9 прочность на разрыв 0.5675*12=6.81 тонн. Цифра после точки это соотношение предела текучести к пределу прочности, выраженное в десятых долях, это соответствует максимальной рабочей нагрузке. Рекомендуемая нагрузка составляет 0.6-0.7 от предела текучести. Считаем дальше: (болт М10-12.9) предел текучести 6.81*0.9=6.129 т., а рекомендованная рабочая нагрузка не должна превышать 6.129*0.7=4.2903 т. То есть на этот болт можно повесить груз весом не более 4290кг. ;)))
Переходим к моменту затяжки резьбовых соединений: Есть универсальный метод для креплений общего назначения определяется по размеру ключа:

Момент затяжки в зависимости от класса прочности крепежа:

1кгс.м приблизительно равен 10Н.м. Точнее: 1 килограмм-сила-метр [кгс·м] = 9,80664999999931 ньютон-метр [Н·м], то есть для перевода КГс -> Нм надо КГс*9.814, для перевода Нм -> КГс надо Нм*0.1019 (исправлено, спасибо — serega-kadei)
При отсутствии динамометрического ключа, можно воспользоваться безменом, безмен закрепляем на конце ключа и тянем его строго перпендикулярно! Но для определения точного момента нам нужна следующая формула: А/В=С, где А-требуемый момент затяжки, В-длинна от центра резьбы до центра крепления безмена в метрах, С-показания безмена при котором будет обеспечен требуемый момент.

Считаем для болта М10х1.5 12.9 7.9кгс.м, длина ключа от центра резьбы до крепления безмена 22см: 7.9/0.22=35.9(кг)-показания безмена.
Для примера фото от MadCat-OdessaUA

Это основные параметры при затяжке резьбовых соединений.
Отраслевой стандарт можно прочитать по ссылке — gostrf.com/normadata/1/4293834/4293834701.pdf
ОСТ 37.001.031-72 — www.gostrf.com/normativ/1/4293834/4293834703.htm
Скрин из ОСТ

Для справки про основной-крупный шаг резьб:
М6*(шаг) 1(мм), и далее по порядку
М8*1.25,
М10*1.5,
М12*1.75,
М14*2,
М16*2,
М18*2.5,
М20*2.5,
М22*2.5,
М24*3

Сейчас появилось очень много крепежа под «звезду» — Torx
T1: 2-3 Ncm
T2: 7-9 Ncm
T3: 14-18 Ncm
T4: 22-28 Ncm
T5: 43-51 Ncm
T6: 75-90 Ncm
T7: 1.4-1.7 Nm
T8: 2.2-2.6 Nm
T9: 2.8-3.4 Nm
T10: 3.7-4.5 Nm
T15: 6.4-7.7 Nm
T20: 10.5-12.7 Nm
T25: 15.9-19 Nm
T27: 22.5-26.9 Nm
T30: 31.1-37.4 Nm
T40: 54.1-65.1 Nm
T45: 86-103.2 Nm
T50: 132-158 Nm
T55: 218-256 Nm
T60: 379-445 Nm
T70: 630-700 Nm
T80: 943-1048 Nm
T90: 1334-1483 Nm
T100: 1843-2048 Nm

Сейчас почти у всех есть смартфоны и для них есть много программ где есть таблицы с рекомендуемыми значениями. На пример я использую программу MechTab в ней много нужных мне табличных данных, но если нужна только таблица по моменту затяжки лучше поискать другие программы.

Всем удачи!
Запись редактирую и дополняю.

Для тех кто не понимает резьбобразования: пара скринов из Mech Tab с размерами резьбы М 10х1.5

На любом производстве или сборочной линии, а также в профессиональном автосервисе протяжка динамометрическим ключом болтов и гаек обеспечивает надежное соединение деталей.

Разновидности таких инструментов используются в промышленности и строительстве: для обтяжки фланцев, барабанов или болтовых соединений при сооружении металлических конструкций. Широко применяются в автомастерских для закручивания двигателей, КПП, элементов подвески, колесных дисков.

Поговорим о том, как правильно производить затяжку динамометрическим ключом в разных условиях.

Подробную статью о настройке, применении и обслуживании динамометрических ключей читайте здесь.

Важность контроля момента затяжки

Крутящий момент — это сила (или система сил), которая стремится вызвать вращение (в нашем случае — крепежного элемента) вокруг оси.

Цель резьбовой затяжки — соединить детали с натяжением, превышающим внешние силы, стремящиеся их разъединить. В этом случае болт остается под постоянным напряжением, но не подвергается разрушению.

Если затяжка слишком слабая, на болт действуют различные нагрузки (вибрации, температурная деформация и пр.), и он быстро выходит из строя.
Если момент превышен, это может привести к необратимой деформации крепежного элемента.

Наиболее практичным способом затянуть крепеж с требуемым моментом является изначальное выставление и последующий контроль момента затяжки. Лучше всего с данными задачами справляется именно динамометрический ключ.

Порядок действий при затяжке динамометрическим ключом

Надежная фиксация резьбового крепежа проходит в два этапа. Причем на первом этапе использовать «динамик» категорически не рекомендуется!

Этап 1. Предварительная затяжка

Выполняется ручным, пневматическим, ударным инструментом и т.п. Происходит посадка скрепляемых деталей на свои места, выбираются зазоры, устраняются перекосы, создается предварительный натяг крепежных элементов. Производится на величину 60-70% от рекомендуемого момента затяжки. Важно не превысить этого значения.

Этап 2. Затяжка до рекомендуемого момента

Выполняется только инструментом, позволяющим контролировать момент затяжки. Использовать динамометрический ключ предельного типа нужно в такой последовательности:

1. Разблокировать фиксатор. Он расположен внизу рукоятки.
2. Установить близкое значение на верхней шкале.
3. Установить точное значение на нижней шкале.
4. Заблокировать фиксатор.
5. Затянуть соединение до щелчка (если ключ щелчковый) или до сигнала зуммера (если электронный).

Если ключ электронный, просто выставьте момент на табло, с учетом нужной системы измерений. На обоих этапах порядок затяжки должен быть таким, чтобы усилие добавлялось равномерно по всей поверхности крепления.

Как выбрать правильный момент затяжки болта

Проще всего — узнать нужный момент и условия затяжки в технической документации. Например, в руководстве по эксплуатации автомобиля практически всегда указаны рекомендуемые моменты для ответственных узлов.

Однако, далеко не всегда это бывает удобно. Если документация отсутствует, поиск информации для конкретной детали в конкретной модели займет слишком много времени. Мастер просто не будет тратить его и затянет крепеж «на глаз».

На самом деле, знать точные моменты желательно, но можно обойтись и без них. Поскольку к производству крепежа предъявляются жесткие требования и весь он стандартизирован, не особенно важно, будет им прикручено колесо на немецком или на отечественном авто. Но важно следующее:

Класс прочности

Все крепежные изделия подразделяются на классы прочности и имеют маркировку, зависящую от материала и характеристик резьбы.

В метрической системе она состоит из двух чисел, разделенных точкой:

Первое число, умноженное на 100, показывает предел прочности: усилие при котором крепеж начнет разрушаться. Оно измеряется в Ньютонах на квадратный миллиметр (Н/мм2).

Второе число, умноженное на 10 — процент от предела прочности болта. Это усилие, при котором начнется необратимая деформация материала.

Для примера возьмем болт с распространенным классом прочности 8.8:

• При усилии в 800 Н/мм2 он лопнет.
• При усилии свыше 640 Н/мм2 (80% от 800 Н/мм2) его резьбовая часть начнет необратимо растягиваться.

Приведем таблицу момента затяжки болтов динамометрическим ключом, ориентируясь на которую, вы сможете произвести контролируемую затяжку динамометрическим ключом даже высокопрочных болтов, ориентируясь как по размеру головки болта, так и по диаметру резьбы. Для чего это нужно? Например, для корректной затяжки болтов E-профиля или болтов с профилем типа «внутренний шестигранник». Измерив диаметр резьбовой части, вы легко подберете нужный момент.

Важно! Информация в таблице дана по затяжке болтов без смазки и без покрытия. О том как закрутить крепеж со смазкой или покрытием — читайте ниже.

Дюймовые болты маркируются рисками на головке.

Как правило, момент затяжки у дюймовой резьбы измеряется не в привычных нам метрических Ньютонах на метр, а в «имперских» фунтах на фут. Однако, большинство ключей в нашей стране (за исключением электронных, где единицы измерения можно выбрать) измеряют именно в Нм. Для удобства приводим ниже таблицу моментов затяжки болтов динамометрическим ключом в пересчете Ft-Lb в близкие значения в Нм.

Для прочих единиц измерения, которые могут встретиться в вашей практике, рекомендуем воспользоваться таблицей пересчета:

Наличие/отсутствие покрытия или смазки

Когда резьбовое соединение затягивается «насухую», натяжение приводит к трению как в месте прилегания головки болта к привалочной поверхности, так и в резьбовой части. Считается, что до 50% приложенного крутящего момента затрачивается на преодоление трения между головкой и примыкающей поверхностью, а еще 30-40% теряется на трение в резьбе. И всего 10% приложенного крутящего момента приводит к полезной работе по натяжению болта.

Если на болт нанесено специальное покрытие или смазка, усилие перераспределяется и болт легко перетянуть, превысив тем самым предел текучести. Однако, многие мастера, даже если в технической документации указано, что резьба в смазке не нуждается, все равно ее наносят, аргументируя тем, что так соединение потом проще раскручивается.

Как тянуть динамометрическим ключом такой крепеж? Для смазанной резьбы или болтов/гаек с покрытием в качестве приблизительного ориентира расчетный момент затяжки следует умножить на коэффициент из приведенной ниже таблицы:

Как правильно затягивать динамометрическим ключом без ошибок?

1. Если ключ просигнализировал о затяжке, но видимого доворота крепежа не было, значит болт или гайка перетянуты. Требуется ослабить соединение и затянуть заново.
2. После работы обязательно сбросьте выставленные значения на «0». В противном случае, механизм, перманентно находящийся в натянутом состоянии, начнет выдавать некорректные значения.
3. Не используйте инструмент в качестве основного при затяжке. Динамометрический ключ — это измерительный прибор, предназначенный для того, чтобы корректно завершить процесс, а не крутить «с нуля».
4. Обеспечьте правильный хват в момент затяжки. Ключ следует держать только за рукоятку, не держась дополнительно за корпус, так как чаще всего рычажный механизм настроен именно на такой хват. По той же причине на ключ запрещено надевать удлинители, типа металлических труб.

Можно ли откручивать гайки динамометрическим ключом? Категорически нет! Это гарантированно приведет к неисправности измерительного механизма.

Не следует долго работать как на минимальных показателях, так и на пределе усилия ключа — это не отражается на точности измерений, но сокращает срок службы. Если диапазон вашего инструмента — 20-200 Нм, оптимальным рабочим значением будет 50-140 Нм.

Для понимания принципов затяжки ГБЦ и свечей зажигания рекомендуем эти статьи:

• Затяжка ГБЦ динамометрическим ключом
• Затягиваем свечи динамометрическим ключом

А советы по выбору динамометрического ключа из ассортимента ГАРВИН можно найти в этой статье.

Чтобы увеличить прочность и срок эксплуатации резьбовых соединений, а также повысить их сопротивление различным внешним факторам необходимо правильно закрутить крепежные элементы, рассчитав усилие завинчивания. Каждое соединение имеет свою определенную степень затяжки в зависимости от посадочного места. Момент затяжки рассчитывается в зависимости от температурного режима,  свойства материала и нагрузки, которая будет оказываться на резьбовое соединение.

К примеру, под воздействием температурных показателей металл начинает расширяться, а под воздействием вибрации на элемент оказывается дополнительная нагрузка. Соответственно, для минимизации воздействующих факторов, болты необходимо закручивать с расчетом правильного усилия. Предлагаем ознакомиться с таблицей силы затяжки болтов, а также методами и инструментами выполнения работ.

Что такое затяжное усилие и как его узнать?

Моментом затяжки называют показатель усилия, который необходимо приложить для резьбовых соединений в процессе их завинчивания. Если крепеж был закручен с прикладыванием небольшого усилия, чем это было нужно, то при воздействии различных механических факторов резьбовое соединение может не выдержать, теряется герметичность скрепленных деталей, что влечет за собой тяжелые последствия. Так же и при чрезмерном усилии, резьбовое соединение или скрепляемые детали могут попросту разрушиться, что приведет к срыву резьбы или появлению трещин в конструкционных элементах.

Каждый размер и класс прочности резьбовых соединений имеет определенный момент затяжки при работе с динамометрическим ключом, который указывается в специальной таблице. При этом обозначение класса прочности изделия располагается на его головке.

Маркировка и класс прочности деталей

Цифровое обозначение параметра прочности метрического болта указано на головке, и представлено в виде двух цифр через точку, к примеру: 4.6, 5.8 и так далее.

1. Цифра до точки обозначает номинальный размер прочности предельного разрыва, рассчитывается как 1/100, и ее измерение осуществляется в МПа. К примеру, если на изделии указана маркировка — 9.2, то значение первого числа будет составлять 9*100=900 МПа.
2. Цифра после точки является предельной текучестью по отношению к прочности, после расчета число необходимо умножить на 10, как указано в примере: 1*8*10=80 МПа.

Предельная текучесть представляет собой максимальную нагрузку на конструкцию болта. Элементы, которые выполняются из нержавеющих видов стали, имеют обозначение непосредственно самого вида стали (А2, А4), и только после этого указывается предельная прочность.

К примеру, А2-50. Значение в подобной маркировке обозначает 1/10 прочностного предела углеродистой стали. При этом, изделия, для изготовления которых используется углеродистая сталь, имеют класс прочности – 2.

Обозначение прочности для дюймовых болтов отмечается насечками на его головке.

В чем измеряется затяжное усилие?

Основная величина измерения усилия затяжки болтов – Паскаль (Па). Международная система «СИ» предполагает, что данной единицей измеряется как давление, так и механическое напряжение. Соответственно, Паскаль равен значению давления, которое вызывается силой равной одному Ньютону и равномерным образом распределяется на плоскости размером в 1 м2.

Чтобы понять как можно конвертировать одну единицу измерения в другую, посмотрим пример:

• 1 Паскаль = 1 Нютону/м2;
• 1 МПаскаль = 1 Ньютону/мм2;
• 1 Ньютон/мм2 = 10 кгс/см2.

Значения усилий затяжки для различных типов болтов (таблица)

Для более удобного и точного восприятия представлена таблица затяжки болтов динамометрическим ключом.

Также представим таблицу момента затяжки для дюймовых видов резьб по стандарту, который применяется в Соединенных Штатах.

Значения усилий затяжки для ленточного хомута с червячным зажимом

Ниже приведенная таблица содержит ряд данных про первоначальную установку ленточных хомутов на новом шланге, а также про повторную затяжку уже обжатых шлангов.

Определение момента затяжки

Динамометрическим ключом

Подбор этого инструмента должен осуществляться так, чтобы затяжной момент на крепежном элементе был на 20-30% меньше, нежели значение максимального момента на используемом ключе. Если попытаться превысить допустимый лимит, то инструмент может легко сломаться.

Затяжное усилие и марка материала должны присутствовать на каждом изделии, способы расшифровки маркировки описаны выше.

Чтобы выполнить вторичную протяжку болтов, следует придерживаться следующих рекомендаций:

1. Точно знать значение необходимого затяжного усилия.
2. Выполняя контрольную проверку затяжки, необходимо выставлять усилие и проверять по кругу каждый крепежный элемент.
3. Запрещается пользоваться динамометрическим ключом как обычным, его не стоит использовать для закрутки деталей, гаек и болтов, чтобы получить лишь примерное усилие. Его стоит использовать для выполнения контрольной протяжки.
4. У динамометрического ключа должен быть запас для измерения момента усилия.

Без использования динамометрического ключа

Чтобы выполнить проверку нам понадобится наличие:

• накидного или рожкового ключа;
• пружинного кантера или весов, с пределом не менее 30 кг;
• таблицы, которая содержит сведения об усилии затяжки болтов и гаек.

Момент затяжки является усилием, которое необходимо приложить на рычаг размером в 1 метр. К примеру, требуется выполнить затяжку гайки рассчитав для этого усилие в 2 кГс/м:

1. Нам потребуется узнать какой длины ключ. Например, длина составляет 20 см или 0,2 метра.
2. Разделить единицу на наше полученное значение: 1/0,2 = 5.
3. Умножить полученный результат: 5*2кГс/м = 10 кг.

Далее на практическом опыте крепим к ключу крючок и присоединяем его к весам. Выполняем натяжку к нужному значению (которое мы получили в ходе расчетов) и начинаем постепенно закручивать/проверять. Применение такого кустарного метода все же лучше, нежели закручивать болты на «глаз». Погрешность будет присутствовать в любом случае, однако с увеличением усилия она будет уменьшаться. Все зависит от того, какого качества весы. Однако для проведения серьезных и профессиональных работ лучше обзавестись специальным динамометрическим ключом.