Come trovare la forza di serraggio richiesta dei bulloni per evitare che le facce della flangia si attorciglino a causa della coppia?

Ho un adattatore per cambio che si avvita su una flangia e ho bisogno di capire quanta forza di serraggio è necessaria per impedire alle facce di scivolare e mantenere i bulloni in tensione piuttosto che a taglio quando si applica la coppia. Tuttavia qui non posso usare l'equazione dell'attrito semplice perché non so come capire come viene distribuita la forza dalla coppia applicata.$(F_f =\mu \cdot F_n)$

Per il contesto, la coppia applicata alla flangia è la flangia ha un diametro interno di e un diametro esterno di . Esistono fori per bulloni x con un diametro di . Le due facce imbullonate sono realizzate in acciaio dolce .$9123N \cdot m$$185 mm$$275 mm$$12$$16 mm$$196 mm$$1020$

Ho immaginato che mentre l'attrito non ha nulla a che fare con l'area della superficie, in questo caso sarebbe meglio avere i diametri della faccia della flangia il più larghi possibile perché richiederebbe meno forza di attrito per resistere alla coppia su un raggio più ampio. Tuttavia, questo mi ha appena confuso perché non so cosa / dove le forze agiscono sui volti.

Come posso trovare la forza dalla coppia che è distribuita su una superficie come questa?

Il modo più semplice di gran lunga è selezionare un potenziale bullone, calcolare la forza di serraggio che questo crea quando viene serrato alla coppia nominale e usare il cerchio del bullone come approssimazione del braccio del momento. Confrontarlo con la coppia nominale specificata e il tipo di servizio per il cambio. I bulloni di grado 5 sono normalmente adeguati per usi industriali. Alcune macchine più agitate o ambienti difficili potrebbero richiedere il grado 8. La maggior parte di quelle più esigenti avrebbero la flangia di ricezione sfruttata per un determinato bullone.

Il vero problema qui è per la tolleranza del carico d'urto, gli impulsi di coppia dei motori diesel, la tolleranza alle vibrazioni, le coppie di innesto del freno e della frizione, ecc.

Dal momento che molti di questi problemi sono concentrati nei coefficienti del fattore di carico e possono arrivare fino al 300% o al 400% nei casi più gravi, ottenere un raggio di pressione della flangia efficace entro il 5% non è molto importante per il quadro generale. La ripetibilità con hardware nuovo e su specifica utilizzando una chiave dinamometrica calibrata è solo del 10%. Tra cinque anni, un meccanico sostituirà un bullone con uno estratto da una lattina di caffè e lo stringerà con una pinza. Questo è ciò per cui è necessario progettare nella maggior parte dei casi ed è per questo che le flange tipiche sono più che adeguate.