Moment dokręcania śrub, lekkie obliczenia

Witam kolegów.

Panowie mam pewien problem, mianowicie chciałbym zakupić sobie klucz dynamometryczny ale nie wiem jaki zakres takowy powinien posiadać, głównie pracuje przy użyciu aluminium oraz największym rozmiarem śrub M8 o klasie wytrzymałości 10.9, a więc nie ma możliwości aby przy połączeniu gwintowym elementów aluminiowych, stalową śrubą gwint na niej został odkształcony.
Więc z jaką siłą maksymalną można dokręcić śrubę aby gwint w otworze nie został odkształcony ani zerwany?

parametry Aluminium to:


Oznaczenie Al Mg Si 0,5 F 25
Stan: po wyżarzaniu starzejącym

Wartości mechaniczne:

Wytrzymałość na rozciąganie Rm min. 245 N/mm2
Granica plastyczności Rp0,2 min. 195 N/mm2
Gęstość 2.7kg/dm3
Wydłużenie przy zerwaniu A5 min.10%
Wydłużenie przy zerwaniu A10 min 8%
Liniowy współczynnik wydłużenia 2,6x10-61/K
Moduł sprężystości podłużnej E ok. 70.000N/mm2
Moduł sprężystości poprzecznej G ok. 25.000N/mm2
Twardość ok. 75HB – 2,5/187,5


czy dobrze myślę, że główną odpowiedzialną za to wartością będzie tutaj granica plastyczności? coś nie mam dzisiaj głowy żeby się za to zabrać, czy mógłbym prosić was o pomoc?

Z tego co się orientuję to dostępne są tabele z podanym momentem maksymalnym jaki dana śruba przenosi czyli, żeby jej nie ukręcić. Spotykałem się z przypadkami, że ktoś robił szum, że za słabo były śruby dokręcane, no bo tabelka itd. a konstrukcja skręcana już się odkształcała.
Nie wiem, czy ktoś poda Ci te wartości. Podejrzewam, że zupełnie wystarczające będzie jeśli zrobisz kilka prób i dobierzesz potrzebny moment dokręcenia.

hmm ale tak na chłopski rozum, to wychodzi na to że śrubę stalową o wytrzymałości 10,9 można dokręcić z maksymalną siłą 34,0Nm czy 33Nm (w zależności do jakiej tabeli spoglądamy), aluminium jest o wiele mniej twarde od stali więc klucz z zakresu 5-25 Nm będzie wystarczający.

No ale teraz pytanie z jaką maksymalną siłą będę w stanie dokręcić te śruby w aluminium?

http://autofelicia.republika.pl/polaczenia.html - tutaj jest takie zdanie: "W praktyce przy przekroczeniu ok. 25 Nm dla śrub 8.8 zrywa się gwint w aluminium, ale dla śrub 5.8 odpadnie łeb śruby."

Więc klucz do ok 25 Nm powinien wystarczyć. Myślę, że jak już zauważono wyżej - nagwintować sobie kilka otworów w materiale i sprawdzić " w realu" przy jakiej wartości momentu gwint się zrywa.
Proponuję również wykonać próbę dla różnych śrub - 5.8 ; 8.8 ; 10.9.
Sam z ciekawości bym sprawdził, która tabela bliższa prawdy, niestety klucza się jeszcze nie dorobiłem ( tzn mam jeden, gdzieś schowany, ale chyba trzeba go sprzedać - zakres od 150 do 270 Nm - nigdzie mi się raczej nie przyda )

czyli wnioskując że klucz z zakresem od 5 do 25 Nm będzie wystarczający, mam jeszcze jedno pytanie, czy głębokość na jaką jest nacięty gwint w otworze ma znaczenie przy siłach dokręcania? na logikę jak dla mnie to tak... tylko czy ma to duże znaczenie?

[ Dodano: 2011-11-23, 17:06 ]
temat uważam za zamknięty. Ponieważ byłem dzisiaj na uczelni i skonsultowałem to z prowadzącym od podstaw konstrukcji maszyn i urządzeń. Wyliczyliśmy, hmm to znaczy Pan wyliczył że dopuszczalne momenty dokręcania oscylują w przedziale 10-12Nm .

Pozdrawiam czytających

sofix997 pisze:czy głębokość na jaką jest nacięty gwint w otworze ma znaczenie przy siłach dokręcania?

A to jest dobre pytanie. Bardzo rzadko poruszano, nawet w książkach, takie zagadnienie: w połączeniu śrubowym najwięcej siły przenosi jeden zwój (juz nie pamiętam czy pierwszy). Kolejny już mniej, trzeci trochę a czwarty chyba z 5%. Jeśli znajdę książkę to podam dokładnie. Wychodzi na to, że nie ma sensu stosować długich gwintów. Decydować mogą o tym inne względy. Po przemyśleniach na ten temat stwierdzam, że w/w sytuacja dotyczy przypadku jednokrotnego (lub w małej ilości przypadków) zastosowania gwintu czyli wkręcania śruby i jej obciążania. Wraz z ilością wkręceń dojdzie do zdeformowania lub zużycia zwoju najbardziej obciążonego i siły rozłożą się na większej ilości zwojów. Najlepiej widać to na nakrętkach, które są o wiele krótsze od śrub, z wiadomych względów, ale wytrzymują określoną ilość przykręcania i odkręcania. Po pewnym czasie zużyją się i dlatego w przypadkach gdzie nakrętki wykonują wiele cykli zakręć-odkręć , zalecam nakrętki długie np. śruba ściągająca w głowicy frezarki.

Odnośnie rozłożenia sił w nakrętce to masz racje kolego BYDGOST, na symulacji komputerowej którą to dzisiaj miałem okazje zobaczyć można było zaobserwować że przy danej długości gwintu moment dokręcenia występował np. 10Nm a gdy się ten gwint przedłużyło to moment był większy, natomiast później przy dalszym wydłużaniu gwintu różnicy nie było żadnej.