Anziehdrehmoment-Rechner

Etwa 50 N·m (37 ft·lb) für eine trockene oder verzinkte Schraube M10 8.8 mit Regelgewinde, bei 75 % der Prüfkraft und einem Drehmomentbeiwert K = 0,20. Bei leicht geöltem Gewinde (K = 0,18) sinkt der Wert auf etwa 45 N·m, mit MoS₂-Paste oder Montagepaste (K = 0,13) auf etwa 33 N·m. Dieselbe Formel ergibt rund 25 N·m für M8 8.8 und 88 N·m für M12 8.8. Wo der Gerätehersteller einen Wert angibt, gilt dieser.

K, der Drehmomentbeiwert (englisch nut factor), ist ein Erfahrungswert in T = K × F × d, der Reibung im Gewinde und unter Kopf oder Mutter sowie die Gewindegeometrie zusammenfasst. Er ist keine reine Reibungszahl. Typische Werte: 0,20 für Stahl trocken oder verzinkt, 0,18 leicht geölt, 0,16 brüniert und geölt, 0,13 mit MoS₂ oder Montagepaste, 0,10 gewachst oder PTFE-beschichtet. Da K von Charge zu Charge schwankt, streut die Vorspannkraft beim drehmomentgesteuerten Anziehen um etwa ±25 %.

Mit T = K × F × d. Zuerst die Prüfkraft Fp = σp × As bestimmen, wobei As der Spannungsquerschnitt nach ISO 898-1 oder ASME B1.1 ist. Dann eine Vorspannkraft F wählen, bei lösbaren Verbindungen oft 75 % von Fp. Diese mit dem Drehmomentbeiwert K und dem Nenndurchmesser d multiplizieren. Für eine Schraube 3/8 in UNC Grade 5 (As = 50 mm², Prüfspannung 586 MPa, d = 9,525 mm) bei 75 % und K = 0,20 gilt T = 0,20 × 21.975 N × 0,009525 m = 42 N·m (31 ft·lb).

Maßgeblich ist der Zustand, für den das vorgegebene Anziehdrehmoment gilt. Schmierstoff senkt die Reibung, daher erzeugt dasselbe Moment deutlich mehr Vorspannkraft. Ein Moment für trockenes Gewinde an einer geölten oder mit Montagepaste versehenen Schraube kann sie über die Streckgrenze hinaus dehnen oder das Gewinde abstreifen. Wird das Gewinde geschmiert, das Moment im Verhältnis der Drehmomentbeiwerte verringern: Von K = 0,20 auf K = 0,13 bedeutet etwa 35 % weniger Moment für dieselbe Vorspannkraft.

Die Festigkeitsklassen nach ISO 898-1 geben die Festigkeit an. Die erste Zahl mal 100 ist die Nennzugfestigkeit Rm in MPa, die zweite Zahl mal 10 das Streckgrenzenverhältnis in Prozent. Klasse 8.8 bedeutet 800 MPa Zugfestigkeit und eine Streckgrenze von 80 % davon, also etwa 640 MPa. Klasse 10.9 hat 1000 MPa und 900 MPa Streckgrenze, 12.9 hat 1200 MPa und 1080 MPa Streckgrenze. Zollschrauben verwenden stattdessen die Grades nach SAE J429, gekennzeichnet durch radiale Striche auf dem Kopf: Grade 5 hat drei, Grade 8 sechs.

Üblich sind 75 % der Prüfkraft für lösbare Verbindungen und bis zu 90 % für dauerhafte tragende Verbindungen. Höhere Vorspannkraft sichert besser gegen Losdrehen und Ermüdung, weil die Verbindung unter Betriebskraft geschlossen bleibt. Über etwa 90 % kann die Reibungsstreuung einzelne Schrauben beim Anziehen über die Streckgrenze bringen. VDI 2230 legt die Vorspannkraft stattdessen über Streckgrenze und Gewindereibung fest; für kritische Verbindungen ist drehwinkel- oder streckgrenzgesteuertes Anziehen genauer als rein drehmomentgesteuertes.