Istnieje ogólny wzór dotyczący dokręcania zależnie od klasy wytrzymałości śruby. Ta prosta metoda jest przydatna w większości przypadków, szczególnie w odniesieniu do krótkich połączeń śrubowych. W przypadku wystarczająco długich połączeń śrubowych, w których odkształcenie jest odpowiednio duże, aby wpłynąć na parametry, lepszym rozwiązaniem może być przeprowadzenie analizy i obliczenie naprężenia wstępnego w danych warunkach. Właśnie to oblicza Kreator połączenia gwintowego.
Obliczenie połączenia gwintowanego z naprężeniem wstępnym. Obciążenie przez osiową lub styczną siłę. Obliczenia są wykonywane w jednostkach metrycznych lub angielskich. Przy ustawionym standardzie ANSI obliczenia wykonywane są w jednostkach angielskich, wraz z odpowiadającymi wymiarami śruby.
![]()
Parametry wejściowe
| k | Współczynnik dokręcenia - w przypadku połączeń gwintowych z naprężeniem wstępnym odległość między materiałami jest niepożądana (na przykład ze względu na niską jakość powierzchni), dlatego też wprowadzany jest współczynnik bezpieczeństwa, aby temu zapobiec. Współczynnik dokręcenia k = 1 + Ψ (dodatkowy współczynnik dokręcenia Ψ = 0,5–1,5). Zalecana wartość minimalna to 1,2. |
F a | maksymalny ruch siły osiowej |
n | |
F t | maksymalny ruch siły stycznej |
f | współczynnik tarcia w połączeniu (między złączonymi materiałami) |
z | liczba śrub |
d | średnica gwintu |
p | podział gwintu |
d s | średnia średnica śruby |
d min | minimalna średnica śruby |
S y | Granica plastyczności |
k s | współczynnik bezpieczeństwa (wartość jest wybierana zgodnie z wymaganym poziomem bezpieczeństwa połączenia) |
p A | dopuszczalny nacisk gwintu (nakrętka) |
E 1 | moduł sprężystości śruby |
f 1 | współczynnik tarcia w gwincie pomiędzy nakrętką a śrubą |
f 2 | współczynnik tarcia w płaszczyźnie kontaktu nakrętki lub śruby |
L | szerokość połączonych materiałów |
E 2 | moduł sprężystości połączonych materiałów |
Parametry obliczane
Zgodnie z poniższymi formułami obliczeń program oblicza wymiary geometryczne śruby z określoną średnicą nominalną śruby:
Minimalna średnica gwintu nakrętki
D1 = d - 1,082531 p
Średnica podziałowa gwintu
d2 = d - 0,649519 p
Obliczenia połączenia gwintowanego:
Siła robocza w połączeniu - wyznaczona przez siłę osiową ma za zadanie zabezpieczyć przenoszenie siły stycznej przez tarcie połączonych materiałów. Także wywołana przez wymaganie dotyczące szczelności połączenia wyrażone przez współczynnik szczelności połączenia.
F = Fa + Ft / f
Fmax = k / z * F
Siła naprężenia wstępnego — oparta na sile roboczej połączenia, zwraca uwagę na sprężystość elastyczną śrub i kołnierzy poprzez użycie stałych sprężystości c n.
![]()
gdzie:
c 1 = c 10 + (1 - n) c 20 | |
c 2 = n c 20 | |
|
| |
|
| |
dla stali a = 10 | |
dla żeliwa a = 8 | |
dla aluminium i jego stopów a = 6 |
Wymagany moment dokręcenia - wyznaczony przez siłę naprężenia wstępnego i wywołany współczynnikiem tarcia w gwintach pomiędzy nakrętką i śrubą i przez współczynnik tarcia w powierzchni kontaktowej nakrętki lub śruby.
![]()
Obliczone naprężenie rozciągające w śrubie
![]()
Obliczone naprężenie skręcające w śrubie
![]()
Naprężenie zredukowane w śrubie
![]()
Nacisk wywołany maksymalnym obciążeniem siłą w śrubie
![]()
Obliczony nacisk w gwincie
![]()
Kontrola obliczenia - naprężenie w śrubie podczas napinania połączenia i podczas ruchu (przy uwzględnieniu określonego bezpieczeństwa połączenia) i kontrola dopuszczalnego nacisku w gwintach.
σ red ≤ S y / k s i σ maks ≤ S y / k s i p c ≤ p A