螺栓扭矩計算器
依螺栓直徑、目標預緊力與扭矩係數估算鎖緊扭矩。
螺栓鎖緊扭矩
使用常見的扭矩係數關係式,初步估算組裝扭矩。
關於螺栓鎖緊扭矩
螺栓鎖緊扭矩常用來間接產生螺栓接合的夾緊力。轉動螺帽或螺栓會使緊固件稍微伸長,這種彈性伸長便會產生預緊力。本計算器採用廣泛使用的扭矩係數關係式:扭矩等於扭矩係數乘以預緊力,再乘以螺栓公稱直徑。當預緊力以千牛頓、直徑以毫米表示時,單位換算係數相互抵消,數值乘積即為牛頓米。
扭矩係數代表螺紋及旋轉承壓面下方的摩擦。大部分施加扭矩都消耗在摩擦上,因此潤滑、塗層、表面粗糙度、墊圈或重複使用狀態的細微變化,都可能使實際預緊力大幅改變。未潤滑的鋼製接合估算常採接近 0.20 的數值,而潤滑組件可能採用 0.15 等較低數值。這些是規劃假設,不是通用材料常數。
目標預緊力必須來自適當的接合設計。設計人員通常選用螺栓保證荷重的一定比例,再檢核分離、滑移、疲勞、承壓、螺紋剝離與構件強度。公稱直徑指緊固件規格直徑,而非拉應力等效直徑。此簡化扭矩公式不分別模擬螺距、自鎖扭矩、螺紋固定劑、墊片鬆弛、嵌入沉降或工具變異。
計算器同時提供牛頓米與磅力英寸結果。換算僅為使用方便,所有輸入尺寸仍採公制。請嚴格遵循標示單位,因為將千牛頓誤填為牛頓,或將毫米誤填為英寸,會造成巨大差異。請在建議操作範圍內使用經校正的扭矩工具,並遵循多螺栓接合指定的鎖緊順序。
對於安全關鍵、結構、承壓、旋轉或承受疲勞載荷的接合,應採用緊固件製造商資料及適用工程標準。透過受控試驗或經驗證的扭矩—拉力程序確認實際摩擦條件。若無法接受扭矩變異,直接張力指示器、超音波伸長量測、螺帽轉角法或液壓張拉可能提供更好的預緊力控制。因此,本結果是透明的初步估算,不能取代經核准的鎖緊規範。
螺栓扭矩範例
這些數值說明直徑、預緊力與摩擦假設如何影響扭矩。
| 輸入 | 扭矩 | 使用情境 |
|---|---|---|
| 12 mm,30 kN,係數 0.20 | 72 N·m | 典型乾燥狀態係數估算。 |
| 16 mm,50 kN,係數 0.15 | 120 N·m | 潤滑狀態採用較低扭矩係數。 |
| 20 mm,80 kN,係數 0.20 | 320 N·m | 更高預緊力與更大直徑。 |
如何估算螺栓扭矩
- 以毫米輸入螺栓公稱直徑。
- 以千牛頓輸入目標夾緊預緊力。
- 輸入符合已確認潤滑與表面條件的扭矩係數。
- 選擇「計算螺栓扭矩」,並搭配經核准的鎖緊程序使用結果。
螺栓扭矩常見問題
應該使用哪個扭矩係數?
請使用緊固件、潤滑劑及接合規範所支持的數值。實際摩擦差異很大,通用數值只是近似值。
潤滑為何能降低所需扭矩?
潤滑可降低螺紋與承壓面摩擦,因此達到相同目標預緊力所需的扭矩更小。
扭矩與預緊力相同嗎?
不同。扭矩是組裝時施加的旋轉力矩,預緊力則是緊固件內產生的拉力。
螺距會影響結果嗎?
簡化扭矩係數公式透過經驗係數間接納入螺紋影響。詳細工程方法會分別模擬螺距與摩擦幾何條件。
可以用於關鍵接合嗎?
只能作為初始估算。關鍵接合需要工程規範、經驗證的摩擦資料、經校正的工具及適當檢驗。