Śruba - siła ściskająca (rozciągająca)

[Klawo]

Witam,

pytanie ogólne brzmi:
Czy możliwe jest określenie siły z jaką śruba ściska dwa elementy na podstawie momentu dokręcania tej śruby?

A problem mam następujący:
potrzebuję ścisnąć element elektrotechniczny (tyrystor) obejmą w kształcie litery U (pręt fi 5, gwint M6). Według dokumentacji producenta tyrystora należy go docisnąć siłą 4,5 - 6,5 kN.
Czy możecie doradzić jak go skręcić, aby było dobrze?
Albo jak domowymi sposobami oszacować siłę ściskającą w tym przypadku.

W międzyczasie znalazłem dokument
Zalecane wartości momentów dokręcania śrub metrycznych wg DIN M do M39
Czy dobrze wywnioskowałem że dla śruby M6, 1Nm momentu dokręcania przekłada się mniej więcej na 1 kN siły dokręcania.
A więc obie nakrętki obejmy będę musiał dokręcić momentem ok. 2,5Nm.

Pozdrawiam
Klawo

[zibi]

Może obciążyć mechanizm "zawias" odpowiednim ciężarkiem .

[trzasu]

da się przejść z siły ściskającej na moment skręcający,

na stronie 13 podany jest wzór na moment skręcający mechanizmu śrubowego
http://www.pkm.pollub.pl/0pliki/wyklad% ... 17D1E6.pdf

Podstaw za siłę Q wartość Twojej siły (4,5 -6,5 kN), odszukaj w tabelach z gwintami parametrów gwintu M8, wartość ds przyjmij ds=d2, przekształć tak wzór by jako niewiadomą do policzenia był moment Ms

tabela z parametrami gwintu metrycznego http://www.dzwignice.com/Poradnik/gwint-metryczny.html

[Klawo]

Trochę policzyłem sobie i wychodzi mi całkiem mały moment, a raczej momencik.
Obliczenia dla gwintu M6 x 1 na podstawie wzorów ze str. 4 i 13 zrobiłem tak:
założenia:
- siła ściskająca jednej strony obejmy - 2500 N,
- gwint - M6 x 1 (taką mam obejmę),

Ms [Nm] = 0,5 * 0,00535 [m] * 2500 [N] * tg(1 [mm] / (3,14 * 5,35 [mm])
po wyliczeniu:
Ms [Nm] = 0,355.

Na pewno dobrze to policzyłem? To jest o rząd wielkości mniej niż w oszacowaniu z pierwszego postu.
Ponieważ nie mam klucza dynamometrycznego, tylko zwykły o dł. ok. 10 cm, to powinienem dokręcić nakrętki obciążając koniec klucza masą ok. 0,3 kg?

[trzasu]

Obliczenia poniżej:

Nie wiem dlaczego przyjąłeś wartość siły 2,5 kN skoro producent zaleca od 4,5 do 6,5 kN ?

Ja przyjąłem 4,5 kN.

Ms=0,5*Q*ds*tg(gama+ro') gdzie:

Q= 4500 N;
ds=d2= 0,00535;
gama=(P/Pi*d2), gdzie P - podziałka gwintu (dla M6, P=1 mm);
gama=5,91 stopni
ro'=(mi/cos(alfa/2)) gdzie mi wsp. tarcia, przyjęte mi=0,1, alfa kąt zarysu gwintu, dla gwintów metrycznych alfa= 30 stopni;
ro'=3,404 stopni

Podstawiając wartości otrzymujemy:

Ms= 0,5*4500*0,00535*tg(5,91+3,404)=1,97415 N

Aby uzyskać taki moment na ramieniu 0,1 m należy do ramienia przyłożyć siłę równą 19,7415 N czyli masę ok 2,012 kg.

Dla wartości 6500 na ramieniu 0,1 m należy przyłożyć masę 2,906 kg.

Wcześniej zapomniałem dodać iz do momentu tarcia Ms na powierzchni gwintu należy dodać jeszcze moment tarcia na powierzchni czołowej śruby M6 (miejsce styku końca śruby z elementem dociskanym).

Wzór na moment tarcia na powierzchni czołowej:

Mc=0,5*Q*dsr*mi gdzie

mi - wsp tarcia, dla stal-stal mi= 0,1
dsr - srednia średnica tarcia, dsr=(2/3)*d3=(2/3)*4,773=3,182 mm

Podstawiając:

Mc= 0,5*4500*0,003182*0,1=0,71595 Nm

Sumując oba momenty:

M=Ms+Mc=1,97415+0,71595=2,6901 Nm

Dla takiej wartości Siła przyłożona na ramieniu 0,1 m winna wynosić: 26,901 N (2,742 kg)

dla wartości 6,5 kN: 30,083 N (3,066 kg)

[Klawo]

kolego Trzasu,
szacuneczek za tak obszerne wyjaśnienie i obliczenia.
Przyjąłem siłę 2,5kN ponieważ obejma ma dwa nagwintowane końce i liczyłem tylko dla jednego z nich połowę zakładanej siły ściskającej o wartości 5kN.
Po obliczeniach z uwzględnieniem tarcia wyszło mi 1,49Nm.

[trzasu]

Ale nie możesz sobie tego podzielić na dwa

Wkręcasz z jednej strony śrubę na pewna głębokość do styku (bez obciążenia), następnie z drugiej strony wkręcasz śrubę z obciażeniem by uzyskać określony ścisk (4,5 kN), jeśli obie śruby będziesz dokręcał tak by uzyskać ścisk z jednej 2,5 kN i drugiej 2,5 kN to będziesz miał nacisk 2,5 kN, zasada dynamiki Newtona..."Jeśli ciało A działa na ciało B siłą F (akcja), to ciało B działa na ciało A siłą (reakcja) o takiej samej wartości i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie."

[Klawo]

Wydawało mi się że siły od obu nakrętek jak np. w takiej obejmie

tyle że zamiast elementu blaszanego będzie płaskownik zsumują się.

[trzasu]

Wydawało mi się że siły od obu nakrętek jak np. w takiej obejmie

tyle że zamiast elementu blaszanego będzie płaskownik zsumują się.

Sory, czyli podział obciążenia będzie taki o jakim piałeś, myślałem, że jest to inny układ





układ jak na zdjęciu powyżej plus dodatkowa śruba z lewej.

[Klawo]

I tak wielkie dzięki za pomoc

Pozdrawiam
Klawo