Brudstyrke i gevindbolte af stål.

I forb. med udskiftning af et forhjulsleje, lavede jeg lidt research på hvor meget man egentlig kan trække med en stålbolt, uden at den deformeres eller knækker.
Se tråden : http://www.citronik.dk/jforum/posts/list/19932.page

På stålbålte er ofte angivet stålkvalitets koden, f.eks. 8.8, på hovedet af stålbolten.
Dog kan man sagtens komme ud for andre tal i koden, hvis der er tale om højstyrke stålbolte eller bløde "cykelbolte".

Det første tal foran punktummet angiver brudstyrkefaktoren i enheden 10Kg pr kvadrat millimeter i boltens tværsnitsareal.
Angives på formel som f_u = brudstyrkefaktor x 10kg/mm^2
Bemærk at arealet udregnes efter det såkaldte spændings areal, som er boltens diameter målt i bunden af gevindet.
Denne diameter kan findes ud fra gevindtabeller, hvor D1 (eller lille d1) angiver gevinddiameter, også anvendt som borediameter til gevindskæring.
Den kan beregnes som D1 = D - (1,085 x P)
Hvor D = boltens norm diameter og P er gevindstigningen.

Tallet efter punktummet angiver stålboltens flydespændingsfaktor (grænsen for varig deformation eller strækning) som decimaltal.
Flydespændingen beregnes som decimaltal af brudstyrken.
Angives på formel som f_y = flydespændingsfaktor x f_u
Bemærk at stålboltens hærdning påvirkes efter at bolten har været spændt til eller over flydespændingen.
Den bliver normalt sprødere og er derfor medvirkende til det pludselige brud uden varsel.
Derfor udskifter man topbolte ved reparation på topstykker.

Gevindets trækstyrke sættes normalt til det samme som boltens brudstyrke, da der trækkes over flere gevind omdrejninger, med samlet kontaktareal mindst lige så stort som boltens spændingsareal.
Bemærk de forskellige brudstyrker ved forskellig gevindstigning på samme boltdiameter.
Jo grovere gevind, jo lavere brudstyrke, da spændingsarealet mindskes grundet dybere gevind.

Eksempel på en en ISO M8x1,0 stålbolt med koden 8.8 :
Gevinddiameter D1 = 8 - (1,0 x 1,085) = 6,915mm
Spændingsareal = 3,4575^2 x pi = 37,55mm^2
Brudstyrke f_u = 8 x 10kg x 37,55 = 3004,44kg
Flydespænding f_y = 3004kse,44kg x 0,8 = 2403,55kg = 2,4T

Eksempel på en en ISO M10x1,25 stålbolt med koden 8.8 :
Gevinddiameter D1 = 10 - (1,25 x 1,085) = 8,64mm
Spændingsareal = 4,32^2 x pi = 58,629mm^2
Brudstyrke f_u = 8 x 10kg x 58,629 = 4690,37kg
Flydespænding f_y = 4690,37kg x 0,8 = 3752,28kg = 3,7T

Eksempel på en en ISO M12x1,25 stålbolt med koden 8.8 :
Gevinddiameter D1 = 12 - (1,25 x 1,085) = 10,64mm
Spændingsareal = 5,32^2 x pi = 88,977mm^2
Brudstyrke f_u = 8 x 10kg x 88,977 = 7118,18kg
Flydespænding f_y = 7118,18kg x 0,8 = 5694,54kg = 5,7T

Eksempel på en en ISO M12x1,50 stålbolt med koden 8.8 :
Gevinddiameter D1 = 12 - (1,50 x 1,085) = 10,3725mm
Spændingsareal = 5,18625^2 x pi = 84,500mm^2
Brudstyrke f_u = 8 x 10kg x 84,500 = 6760,00kg
Flydespænding f_y = 6760,00kg x 0,8 = 5408,00kg = 5,4T

Eksempel på en en ISO M14x1,50 stålbolt med koden 8.8 :
Gevinddiameter D1 = 14 - (1,50 x 1,085) = 12,3725mm
Spændingsareal = 6,18625^2 x pi = 120,227mm^2
Brudstyrke f_u = 8 x 10kg x 120,227 = 9618,22kg
Flydespænding f_y = 9618,22kg x 0,8 = 7694,57kg = 7,7T

Eksempel på en en ISO M16x1,50 stålbolt med koden 8.8 :
Gevinddiameter D1 = 16 - (1,50 x 1,085) = 14,3725mm
Spændingsareal = 7,18625^2 x pi = 162,238mm^2
Brudstyrke f_u = 8 x 10kg x 162,238 = 12979,09kg
Flydespænding f_y = 12979,09kg x 0,8 = 10383,27kg = 10,3T

Ref.: http://www.sanistaal.dk/fileadmin/user_upload/Vaerktoej/Befaestelse.pdf side 165

I forbindelse med udskiftning af forhjulslejet (ovennævnte link), anvendte jeg en 14x1,5mm pinbolt minimum kvalitet 8.8
Dog "mistænker" jeg, at den faktisk er af en noget højere klasse, pga anvendelsen.
På en BX tidlig serie 1, er den forreste pinbolt til bærearmen 14x1,5mm.
Senere BX anvender en 16x1,5mm pinbolt.
Langbolten til den bagerste svingarm på BX og Xantia er også en 16x1,5mm.

Man kan derfor med få midler lave sig et udtrækkerværktøj, som sagtens kan holde til de enorme kræfter, man normalt skal finde i en hydraulisk presse.

Jeg har også lavet (noget mindre) research på hvor meget der egentlig skal til for at yde den enorme trækkraft på bolten, med en topnøgle.
Men det viste sig ret hurtigt ved tabel opslag, at man sagtens kan knække eller overdreje en 16mm bolt, med en almindelig topnøgle.
Det viste sig også i praksis, at der "kun" skulle "lidt" gispen og stønnen til med mine fede gammelmands overarme og en skraldenøle

Tilspændingsmoment på stålbolte.

T= K x D x P
• T Target tighten torque (the result of this formula is in inch pounds, dividing by 12 yields foot pounds
• K Coefficient of friction (nut factor), always an estimation in this formula
• D Bolts nominal diameter in inches
• P Bolt's desired tensile load in pounds (generally 75% of yield strength)

Ref : http://www.misumiusa.com/CategoryImages/Metric_2009_pdf/p2849.pdf

Kommentarer og rettelser fra stålets og maskinernes dygtige folk er værdsatte og velkomne

This message was edited 2 times. Last update was at 28/04/2010 23:13:46