Bolt Torque Calculator

Calculate tightening torque, clamp force, and proof load for metric bolts M3–M36 using ISO 898 stress areas and standard bolt grades.

⚠ Disclaimer: These values are approximate and for reference only. Actual torque values depend on installation conditions, lubrication, hole clearance, and joint design. Always consult the relevant engineering standards and manufacturer specifications for critical applications.

Quick Reference: Common Bolt Torques

Grade 8.8 bolts, steel zinc-plated (K = 0.20). Torque in N·m, clamp force in kN.

Size Stress Area (mm²) Proof Stress (MPa) Torque (N·m) Clamp Force (kN)

Formula

The torque is calculated using the standard bolt torque formula:

T = K × σproof × As × d / 1000

Where:

Proof load stress for each grade: 4.8→310 MPa, 5.8→380 MPa, 6.8→440 MPa, 8.8→580 MPa, 9.8→600 MPa, 10.9→830 MPa, 12.9→970 MPa.

FAQ

What friction coefficient should I use?
It depends on the surface finish and lubrication. Dry steel is typically 0.15, zinc-plated steel 0.20, stainless steel 0.25, and aluminium 0.30. Lubricated surfaces can be as low as 0.10–0.12. When in doubt, use the value for your specific surface condition or consult the fastener manufacturer.
What is proof load stress?
Proof load stress is the maximum stress a bolt can withstand without permanent deformation. For a given grade (e.g., 8.8), the proof load stress is 580 MPa. It is derived from the first number × 10 × the second number / 10, then rounded to the standard value from ISO 898-1.
What is tensile stress area (As)?
The tensile stress area is the effective cross-sectional area of the bolt thread, calculated per ISO 898-1. It is slightly less than the nominal shank area because the threads reduce the load-bearing cross-section. For example, an M10 bolt has a nominal area of 78.5 mm² but a stress area of only 58.0 mm².
Should I use torque or tension for critical joints?
Torque is an indirect method of achieving clamp force — friction variability means the actual preload can vary by ±25–30%. For critical joints, direct tensioning (hydraulic tensioners, ultrasonic measurement) or angle-controlled tightening provides more consistent results.
Why is the formula divided by 1000?
The division by 1000 converts the result from N·mm to N·m. Since K is dimensionless, σproof is in MPa (N/mm²), As is in mm², and d is in mm, the raw result is in N·mm. Dividing by 1000 gives the standard torque unit of N·m.
Proč stejný moment dává různé přítlakové síly na různých šroubech?
Protože se mění tření. Vzorec moment-napětí (T = K × F × d) ukazuje, že součinitel tření K přímo určuje přítlakovou sílu. Suchá ocel (K≈0,15), mazaná ocel (K≈0,10) a nerezová ocel (K≈0,25) produkují velmi odlišné přítlakové síly při stejném momentu. Vždy použijte správnou hodnotu K pro vaše konkrétní povrchové podmínky.
Jaký moment mám použít pro kritické aplikace?
Pro kritické spoje samotný moment nestačí kvůli rozptylu předpětí. Použijte řízené utahování úhlem (otočení matice), hydraulické napínače nebo ultrazvukové měření. Pokud je moment jedinou možností, kalibrujte postup se skutečnými silovými čidly na zkušebních šroubech, použijte mazané povrchy pro snížení variability tření a aplikujte moment ve více průchodech do kříže.
Jak poznám, že je šroub správně utažen?
Přítlakovou sílu nelze určit z momentu samotného s jistotou. Správně kalibrovaný momentový klíč zajišťuje, že jste aplikovali správný moment, ale skutečné předpětí se liší ±25–30 % kvůli tření. Pro ověření zkontrolujte, že se šroub neprotáhl, ověřte, že moment byl aplikován plynule, a pro kritické spoje použijte ultrazvukové měření nebo indikátorové podložky.
Mohu znovu použít vysokopevné šrouby?
Šrouby třídy 8.8 a vyšší jsou obecně navrženy pro jednorázové použití v konstrukčních aplikacích, protože utažení je protáhne blízko k mezi kluzu. Znovupoužití riskuje nedostatečné předpětí nebo selhání. Pro nekritické aplikace zkontrolujte poškození, zajistěte čisté závity a nikdy znovu nepoužívejte šrouby se známkami protažení, koroze nebo poškození závitu.

Jak používat kalkulačku utahovacího momentu šroubů

  1. Vyberte velikost šroubu — vyberte z metrických velikostí M3 až M36 pomocí rozbalovacího seznamu.
  2. Zvolte pevnostní třídu šroubu — možnosti od 4.8 (nízká pevnost) do 12.9 (vysoká pevnost) podle ISO 898-1.
  3. Vyberte povrch/materiál — suchá ocel, zinkovaná, nerezová nebo hliník. Tím se automaticky nastaví součinitel tření (K).
  4. Upravte součinitel tření ručně, pokud je potřeba pro mazané nebo speciální podmínky.
  5. Přečtěte výsledky — utahovací moment (N·m), přítlaková síla (kN), mez úměrnosti (MPa) a napjatý průřez (mm²) se zobrazí okamžitě.

Pochopení utahovacího momentu a předpětí šroubů

Při utahování šroubu převádíte rotační moment na axiální napětí — přítlakovou sílu neboli předpětí, která drží spoj pohromadě. Základní vztah mezi momentem a napětím je T = K × F × d, kde T je moment, K je závislý na tření součinitel matice, F je přítlaková síla (předpětí) a d je jmenovitý průměr šroubu. Výzvou je, že moment je nepřímé měřítko předpětí: pouze asi 10–15 % vstupního momentu skutečně vytváří přítlakovou sílu, zatímco zbytek překonává tření v závitu (≈40 %) a tření na dosedací ploše (≈50 %).

To znamená, že variabilita tření je dominantním zdrojem nejistoty při utahování řízeném momentem. Suchý ocelový šroub může mít součinitel K kolem 0,15, zatímco stejný šroub s mazáním klesne na 0,10–0,12 a nerezová ocel může dosáhnout 0,25–0,30. Tato 2–3× variace v tření se přímo převádí na rozptyl předpětí ±25–30 % i při přesných momentových klíčích. Pro kritické aplikace používají konstruktéři řízené utahování úhlem (metoda otočení matice), hydraulické napínače, nebo ultrazvukové měření šroubů.

Pevnostní třídy podle ISO 898-1 vám říkají pevnost. Označení třídy používá dvě čísla oddělená desetinnou čárkou: první je 1/100 minimální pevnosti v tahu v MPa (např. 8.8 → 800 MPa) a druhé je poměr meze kluzu k pevnosti v tahu (např. 8.8 → 0,8 × 800 = 640 MPa mez kluzu). Třída 4.8 je běžná pro všeobecné účely s nízkou pevností, 8.8 pro konstrukční a strojní aplikace a 10.9–12.9 pro vysoce pevné kritické spoje. Mez úměrnosti — maximální napětí bez trvalé deformace — je typicky 90 % meze kluzu a cílové předpětí je obvykle 75 % meze úměrnosti.

Related Tools

🔩 Metric Threads
Thread dimensions & data
📋 Material Specs
Material properties lookup
📐 Trig Calculator
Trigonometry functions