Bir cıvata bağlantısı için sıkma torku nasıl belirlenir ve sıkma yöntemi nasıl seçilir

Tork, sıkma yükünün vekilidir, hedef değil

Bir tork değeri hedef değildir; ürettiği sıkma yükü hedeftir. Bir cıvata diş helezonu boyunca döndürüldüğünde, dönme hareketi doğrusal harekete dönüşür, cıvata uzar ve sıkılan parçalar sıkışır. Ancak uygulanan torkun büyük bölümü cıvatayı uzatmak yerine sürtünmeyi yenmek için harcanır ⁸. Dağılım kabaca %10 faydalı ön gerilme, %50 baş altı sürtünme ve %40 diş sürtünmesidir ⁸. Bu nedenle aynı tork, bağlantının sürtünme durumuna bağlı olarak çok farklı sıkma yükleri üretebilir. Bunun yerine gerekli ön gerilmeden başlayın. Bir tedarikçi düzeyindeki kaynak, çoğu bağlantı elemanının akma yükünün %65–80'ine ulaşmak için sıkıldığını bildirir ve akma yükünün %75'indeki bir M6 çelik cıvata örneğini hesaplar ¹⁶. Bu cıvata için — yaklaşık 20 mm² çekme gerilme alanı üzerinde yaklaşık 700 MPa akma yükü, yani 14.000 N akma yükü ve %75 hedefi 10.500 N — kaynak, hedefin yağlanmış koşullarda yaklaşık 7–8 N·m'de ulaşıldığını bildirir ¹⁶. Bunu, yağlanmış bir M6 için kaynağa özgü bir gözlem olarak değerlendirin; kuru bir bağlantıya kopyalanacak bir değer değil: aynı cıvata kuru olduğunda aynı sıkma yükü için farklı bir tork gerekir. Herhangi bir şey hesaplamadan önce, bağlantının gerçekte hangi ön gerilmeye ihtiyacı olduğunu ve kullanılabilir pencerenin ne kadar geniş olduğunu sorun. Yöntemi bir sonraki adımda belirleyen şey bu penceredir, tork değeri değil.

Sıkma yükünden ve somun faktöründen ilk geçiş torkunu hesaplamak

Tork–ön gerilme ilişkisi Tork = Yük × Cıvatanın nominal boyu × Somun faktörü / 12 şeklinde yazılabilir; somun faktörü K, diş geometrisini, adımı, somun yüzeyi sürtünmesini ve diş sürtünmesini tek bir sayıda toplar ¹⁵. K deneysel olarak belirlenir ve yağlamaya göre değişir, böylece aynı yük farklı sürtünme koşullarında farklı torklar verir ¹⁵. Kaynaktaki hesaplanmış örnek: 1-1/8 inç bir saplama üzerinde 0,17 somun faktörlü bir antireyaj ile 50.000 lb yük için tork = 50.000 × 1,125 × 0,17 / 12 = 797 ft-lb olur ¹⁵. Antireyaj somun faktörleri genellikle 0,15 ile 0,20 arasındadır ¹⁵. Zayıf halka bu K'dır. Varsayabileceğiniz bir sabit değildir — bağlantı elemanı, kaplama ve lubricant kombinasyonunuz için ölçülmeli veya ilgili standarttan alınmalıdır. Bağlantınız için ölçülmüş bir K elde edemezseniz, hesaplanan tork yalnızca bir başlangıç tahminidir.

Sıkma yöntemini ön gerilme penceresiyle eşleştirmek

Kullanılabilir ön gerilme penceresinin her yöntemin dağılımına bölünmesi, hangi yöntemlerin hedefi tutturabildiğini belirler. ±%30'lık bir pencere sığıyorsa tork kontrolü yeterlidir ¹⁹ (tedarikçi bildirimi değer); yalnızca ±%10–15 sığıyorsa tork-açı kontrolü gerekir ²³. Aşağıdaki dağılım değerleri, yetkin biçimde uygulanan işler için temsili aralıklardır, garanti değildir ¹⁹.

Torku yağlamaya ve kaplamaya göre ayarlamak

Yağlama sürtünmeyi azaltır; bu nedenle aynı ön gerilmeye ulaşmak için gereken torku da azaltır ⁸. Bu yüzden kuru çelik için belirtilmiş bir tork değerinin yağlanmış bir bağlantı elemanına uygulanması bağıntıyı aşırı gerer — cıvata, spesifikasyonun öngördüğünden daha yüksek bir sıkma yüküne ulaşır ²². Kaplamalı bir bağlantı elemanı belirliyorsanız, tork değeri kaplamayı hesaba katmalıdır ²². Üst kaplamalı pul pul çinko kaplamalar, üst kaplama spesifikasyonuna bağlı olarak tipik olarak 0,09 ile 0,16 arasında bir sürtünme katsayısını korur; bu, işlem görmemiş çeliğe kıyasla daha öngörülebilir bir tork–ön gerilme ilişkisi sağlar ¹¹. Asıl mesele bu tutarlılıktır: kontrollü bir sürtünme katsayısı, tork–ön gerilme dönüşümünü daha tekrarlanabilir kılar, böylece hesapladığınız tork, elde ettiğiniz ön gerilmeye daha yakın olur. Kaynakların vermediği şey, her yağlayıcı türü için bir K değeri veya tork azaltma faktörüdür. Bunu lubricant tedarikçisinden veya ilgili standarttan temin etmeniz ve örnek bir bağlantıda doğrulamanız gerekir.

Aracı yöntemle eşleştirmek

Araç, yöntemin elde etmek için seçildiği dağılımı domine edebilir. Araç kontrol doğrulukları, solucan dişli bir tork anahtarı için ±%0,25–5'ten darbeli anahtar için ±%10–30'a kadar değişir; bilgisayar kontrollü gerdirmede ±%0,5–2'dir ^{12 19} (tedarikçi bildirimi değer). Hidrolik bir gerdirici, çoğu tork anahtarından (±%3–15 kollu, ±%10–30 darbeli) daha doğrudur (±%1–5) ^{12 19} (tedarikçi bildirimi değer). ±%10–15'lik bir pencere için tork-açı kontrolü belirtip sıkıntıyı darbeli anahtarla yaparsanız, aracın kendi dağılımı yöntemininkini aşabilir. Üretime geçmeden önce aracın doğruluk sınıfını yöntemle eşleştirin. Bir tedarikçi, torkla sıkmanın kontrollü sıkma için en eski, en basit ve en maliyet etkin yöntem olduğunu belirtir ¹⁷. Bir başka tedarikçi, gerçek zamanlı tork eğrilerine sahip dijital tork anahtarlarının anormal sıkma koşullarını tespit edebildiğini bildirir ²⁵. Bunlar tedarikçi görüşleridir, aracın sizin bağlantınızdaki performansının bağımsız doğrulaması değildir.

Doğrulama kontrolünü planlamak

Güvenlik açısından kritik yüksek mukavemetli montajlarda bağlantı sıkma işleminden sonra ön gerilme kaybeder; bu nedenle montajdan hemen sonra yapılan son tork kontrolü, kalıcı olmayacak bir değer gösterebilir. Son kontrolden önce bir gevşeme (relaksasyon) dönemi planlayın.

• Güvenlik açısından kritik yüksek mukavemetli montajlarda ilk sıkma ile son tork kontrolü arasında 24–48 saatlik bir gevşeme dönemi bırakın ²⁴.
• Bu dönem boyunca erken evre hidrojen gevrekliği olan bir bağlantı elemanı sıkma yükü kaybeder veya kırılır; böylece kontrol bunu yakalar ²⁴.
• Bağlantı elemanlarının belirtilen ön gerilmenin ötesine aşırı sıkılmaması için kalibre edilmiş tork anahtarları veya tork-açı ekipmanı kullanın ²⁴.
• Gevşeme döneminden sonraki yeniden tork doğrulaması bağlantının bütünlüğünü teyit eder ²⁴.

Serbest bırakmadan önce bağlayıcı standardı teyit etmek

Kaynaklar, tork tablolarını ve hesaplama kurallarını standartların yönettiğini ortaya koyar ama bunları yeniden vermez. Bir bağlantıyı üretime serbest bırakmadan önce hangi standardın veya spesifikasyonun geçerli olduğunu teyit edin ve gerçek tabloyu veya hesaplama kuralını temin edin. Tork–ön gerilme ilişkisi ve akma yükünün %65–80'i hedefi genel yönlendirmedir ¹⁶; boyutunuz, mukavemet sınıfınız ve yağlama durumunuz için spesifik tork değeri bağlayıcı belgeden gelir, bu makaleden değil. Bağlantınız güvenlik açısından kritik veya yüksek mukavemetliyse standart, gevşeme süresi, doğrulama yöntemi ve dokümantasyon için de gereklilikler koyabilir. Bunları da tork değeriyle birlikte teyit edin.

Kaynakların uyuşmadığı yer

Bu kümedeki kaynaklar, tork–ön gerilme ilişkisi veya yöntem dağılım değerleri konusunda uyuşmazlık içinde değildir. Bu karara dokunan tek ihtilaf, elektrokaplama çinko kaplı yüksek mukavemetli bağlantı elemanlarının tavlama süresiyle ilgilidir ve bir kaplama proses adımının yeterli olup olmadığını etkiler — tork değerinin kendisini değil.

Sıkça Sorulan Sorular

İlgili Sayfalar

• Cıvata ön yükü ve sıkma kuvvetinin hesaplanması: tork, sürtünme ve sıkma yöntemi
• Bir cıvatayı belirtilen torka göre sıkma: prosedür, ekipman ve doğrulama
• Cıvata başı damgaları: çizgiler, rakamlar ve harfler neyi iddia eder — ve bir partiyi kabul etmeden önce sınıf nasıl doğrulanır
• Cıvata seçiminde deneme yükü ile akma ve çekme mukavemeti: kaynaklar neyi ortaya koyuyor
• Cıvata başı tipleri ve yuva (drive) tipleri: şartnameye girmeden önce kanıtların netleştirdiği noktalar