Как определить класс прочности болтов
Для метрического и дюймового крепежа класс прочности маркируется по-разному. Система маркировки класса прочности отечественного метрического крепежа (болтов, винтов, шпилек) указана в ГОСТ ISO 898-1-2014. Американский дюймовый крепеж маркируется классом прочности согласно стандарта SAE J429.
Маркировка класса прочности болтов по ГОСТ ISO 898-1-2014
Для изготовления болтов стандартом предусмотрены следующие классы прочности: 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Рассмотрим маркировку болтов с шестигранной головкой как наиболее распространенного вида крепежных изделий.
Символы маркировки обязательно наносятся цифровым обозначением на крепеж диаметром от 5 мм включительно. Точку допускается упускать из обозначения.
Предпочтительное место для маркировки – это верхняя поверхность головки. Знаки на верхней поверхности головки болта могут выполняться в виде углублений или выпуклостей.
Другой вариант маркировки – нанесение символов на боковую поверхность шестигранника в форме углублений.
Для болтов, на которые невозможно нанести цифровое обозначение ввиду малого размера головки или по другим причинам, может применяться циферблатная система маркировки. Соответствие цифровой и циферблатной систем в таблице ниже:
Маркировка класса прочности болтов по SAE J429
Полностью посмотреть маркировку классов прочности дюймовых болтов согласно стандарта SAE J429 можно в таблице ниже:
МАРКИРОВКА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛЬНОГО КРЕПЕЖА SAE j429 | ||||||||
маркировка | класс прочности | описание крепежа | материал | номинальный диаметр | пробная нагрузка (psi) | предел текучести (psi) |
|
твердость |
без маркировки | SAE j429 класс пр. 1 |
|
низко- и среднеуглеродистая сталь | ¼ -1½ | 33.000 | 36.000 | 60.000 | HRB 70~100 |
SAE j429 класс пр. 2 | ¼ -¾ | 55.000 | 57.000 | 74.000 | HRC 80~100 | |||
⅞-1½ | 33.000 | 33.000 | 60.000 | HRC 80~100 | ||||
SAE j429 класс пр. 4 | шпильки | среднеуглеродистая холоднотянутая сталь | ¼ -1½ | 65.000 | 100.000 | 115.000 | HRC 22~32 | |
SAE j429 класс пр. 5 |
|
среднеуглеродистая сталь с закалкой и отпуском | ¼ -1 | 85.000 | 92.000 | 120.000 | HRC 25~34 | |
1⅛-1½ | 74.000 | 81.000 | 105.000 | HRC 19~30 | ||||
SAE j429 класс пр. 5.1 | шпильки | низко- и среднеуглеродистая сталь с закалкой и отпуском | No 6-⅝ | 85.000 | 120.000 | HRC 25~40 | ||
болты винты | No 6-½ | |||||||
SAE j429 класс пр. 5.2 | болты винты | низкоуглеродистая мартенситная сталь с закалкой и отпуском | ¼-1 | 85.000 | 120.000 | 120.000 | HRC 26~36 | |
SAE j429 класс пр. 7 | болты винты | низко- и среднеуглеродистая легированная сталь с закалкой и отпуском | ¼-1½ | 85.000 | 115.000 | 133.000 | HRC 28~34 | |
SAE j429 класс пр. 8 | болты винты | среднеуглеродистая легированная сталь с закалкой и отпуском | ¼-1½ | 105.000 | 130.000 | 150.000 | HRC 33~39 | |
SAE j429 класс пр. 8.1 | шпильки | среднеуглеродистая сталь или по SAE 1541 | ¼-1½ | 105.000 | 130.000 | 150.000 | HRC 32~39 | |
SAE j429 класс пр. 8.2 | болты винты | низкоуглеродистая мартенситная сталь с закалкой и отпуском | ¼-1 | 105.000 | 130.000 | 150.000 | HRC 33~39 |
Соответствие классов прочности дюймовых и метрических болтов
При ремонте автомототехники, сельскохозяйственных машин и другого оборудования американского производства за отсутствием дюймового крепежа его часто приходится заменять метрическим.
При этом возникает необходимость подобрать аналог по классу прочности. Механические свойства нового болта не должны уступать оригиналу.
Ниже в таблице указано соответствие классов прочности метрических и дюймовых болтов дюймовым, а также приведены их маркировка и значение предела прочности на растяжение.
СООТВЕТСТВИЕ МЕТРИЧЕСКОГО ISO 898 и ДЮЙМОВОГО SAE j429 КРЕПЕЖА по КЛАССАМ ПРОЧНОСТИ | ||
МЕТРИЧЕСКИЙ КРЕПЕЖ ISO 898 | ДЮЙМОВЫЙ КРЕПЕЖ SAE j429 | |
класс прочности 4.8 (4.6, 5.8) Предел прочности 429 МПа (60.900 psi) | = |
|
|
= |
|
|
= |
|
|
= |
|
В интернет-магазине «Крепком» большой выбор метрических и дюймовых болтов с разными классами прочности. Менеджеры компании всегда помогут выбрать крепеж соответственно требованиям клиента или подобрать подходящую замену.
Испытания класса прочности болтов 5.8 8.8 10.9, гаек, винтов, шпилек — маркировка, виды, обозначение
Крепеж разного вида в зависимости от целей его использования производится из различных углеродистых сталей, что влияет на класс прочности готовых изделий. Даже из одной стали можно изготовить крепеж разных классов прочности за счет способа обработки.
Например, из конструкционной стали 35 нарезанием на токарно-винторезном станке или фрезерованием на резьбофрезерных станках можно получить изделия класса прочности 5.6. При объемной штамповке на высадочном прессе получают изделия класса 6.6 и 6.8. При закаливании этих изделий добивают класса прочности 8.8. Из стали 45 можно получить крепеж классов 6.6, 8.8, 9.8, 10.9. И т.д.
Класс прочности крепежных изделий с внешней метрической резьбой (винтов, болтов, шпилек) определяется их механическими свойствами. Согласно ГОСТ 1759.4-87 (ISO 898.1-78) существует 11 категорий их классов прочности: 3.6; 4.6; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.
DIN 933 Болт оцинкованный с шестигранной головкой Первая цифра маркировки обозначает 1/100 номинальной величины предела прочности на разрыв (величина нагрузки, при превышении которой происходит разрушение – «наибольшее разрушающее напряжение»), измеренную в Мпа (Н/мм2). В случае класса прочности 8.8 первая 8 обозначает, что предел прочности материала 8 х 100 = 800 МПа = 800 Н/мм2 = 80 кгс/мм2.
Для определения прочности болта как изделия необходимо умножить предел прочности материала на площадь поперечного сечения (среза болта). Ее вычисление усложняется наличием резьбы, поэтому для удобства существуют специальные таблицы.
Резьба | Рабочая площадь поперечного сечения, мм2 | Класс прочности | |||||||||
3.6 | 4.6 | 4.8 | 5.6 | 5.8 | 6.8 | 8.8 | 9.8 | 10.9 | 12.9 | ||
Минимальная разрушающая нагрузка, кН | |||||||||||
М5 | 14,2 | 4,69 | 5,68 | 5,96 | 7,1 | 7,38 | 8,52 | 11,35 | 12,8 | 14,8 | 17,3 |
М6 | 20,1 | 6,63 | 8,04 | 8,44 | 10 | 10,4 | 12,1 | 16,1 | 18,1 | 20,9 | 24,5 |
М7 | 28,9 | 9,54 | 11,6 | 12,1 | 14,4 | 15 | 17,3 | 23,1 | 26 | 30,1 | 35,3 |
М8 | 36,6 | 12,1 | 14,6 | 15,4 | 18,3 | 19 | 22 | 29,2 | 32,9 | 38,1 | 44,6 |
М10 | 58 | 19,1 | 23,2 | 24,4 | 29 | 30,2 | 34,8 | 46,4 | 52,2 | 60,3 | 70,8 |
М12 | 84,3 | 27,8 | 33,7 | 35,4 | 42,2 | 43,8 | 50,6 | 67,4 | 75,9 | 87,7 | 103 |
М14 | 115 | 38 | 46 | 48,3 | 57,5 | 59,8 | 69 | 92 | 104 | 120 | 140 |
М16 | 157 | 51,8 | 62,8 | 65,9 | 78,5 | 81,6 | 94 | 125 | 141 | 160 | 192 |
М18 | 192 | 63,4 | 76,8 | 80,6 | 96 | 99,8 | 115 | 159 | — | 200 | 234 |
М20 | 245 | 80,8 | 98 | 103 | 122 | 127 | 147 | 203 | — | 255 | 299 |
М22 | 303 | 100 | 121 | 127 | 152 | 158 | 182 | 252 | — | 315 | 370 |
М24 | 353 | 116 | 141 | 148 | 176 | 184 | 212 | 293 | — | 367 | 431 |
М27 | 459 | 152 | 184 | 193 | 230 | 239 | 275 | 381 | — | 477 | 560 |
М30 | 561 | 185 | 224 | 236 | 280 | 292 | 337 | 466 | — | 583 | 684 |
М33 | 694 | 229 | 278 | 292 | 347 | 361 | 416 | 576 | — | 722 | 847 |
М36 | 817 | 270 | 327 | 343 | 408 | 425 | 490 | 678 | — | 850 | 997 |
М39 | 976 | 322 | 390 | 410 | 488 | 508 | 586 | 810 | — | 1020 | 1200 |
Для болта диаметром 8 мм и класса прочности 8.8 площадь поперечного сечения равна 36,6 мм2. Соответственно, прочность такого болта определяется так: 800 Н/мм2 х 36,6 мм2 = 29280 Н.
Вторая цифра означает процент от предельной нагрузки первой цифры. Это отношение предела текучести к пределу прочности, умноженному на 10. Например, у болта класса прочности 8.
8 минимальный предел текучести составляет 8 × 10 = 80%. Т.е.
при достижении 80% от нагрузки 29280 Н, что составляет 23424 Н, будет достигнут предел текучести – величина нагрузки, при превышении которой наступает невосстанавливаемая деформация или изгиб.
Также предел текучести изделия можно узнать из двух цифр маркировки: 8 х 8 х 10 = 640 Н/мм2.
Значение предела текучести имеет важное практическое значение, поскольку это и есть максимальная рабочая нагрузка болта.
Класс прочности крепежных изделий с внутренней метрической резьбой (гаек) обозначается одним числом. Существует 7 классов прочности: 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12. Данное число обозначает 1/100 часть предела прочности болта, к которому подходит данная гайка в резьбовом соединении. Соответственно, болт класса прочности 8.8 должен комплектоваться гайкой с классом прочности 8.
Для испытания возьмем два болта диаметром 8 мм с классами прочности 5.8 и 8.8. Измерять нагрузку будем с помощью прибора ПСО-4 МГ c электронным силоизмерителем, обеспечивающим индикацию текущего значения приложенной нагрузки с фиксацией максимального значения, а также индикацию скорости нагружения в процессе испытаний.
Болты зафиксируем на металлической пластине будем давать постепенную нагрузку.
Болт класса прочности 5.8 При приложении силы в (24 кН) 2400 кг нагрузка начинает падать. Это означает, что достигнут предел текучести, и болт начал деформироваться. Разрыв происходит при 18 кН.
Болт класса прочности 8.8 Нагрузка начинает падать при достижении 31 кН (3100 кг) и разрыв происходит при 24 кН, что соответствует расчетному показателю максимальной рабочей нагрузки болта.
Эксперимент показал, что расчетный метод определения предела прочности крепежа дает реальные значения. Понимая, как рассчитать нагрузку крепежа, можно определить ее максимальное рабочее значение и выбрать крепежное изделие, обеспечивающее надежный монтаж.
Компания-производитель метизов и профессионального крепежа «КМП-Трейд» предлагает строительным компаниям, торговым и промышленным организациям широкий ассортимент продукции сертифицированного качества, уточнить условия поставки, технические вопросы, оставить заявку можно по телефону 8-800-222-75-57 (звонок бесплатный) или по почте [email protected]. Работаем по Москве, Санкт-Петербургу, Ленинградской области, осуществляем оптовые поставки крепежа по всей территории Российской Федерации.
Подписаться на рассылку
Оставьте ваш email и получайте самые свежие новости
первыми
Классы прочности болтов по ГОСТу: особенности и маркировка
Содержание
- Типы болтов
- Классы прочности
- Механические свойства
- Маркировка
Подъемный кран упал и раздавил мужчину. Рухнул мост с автомобилями. Внезапно перевернулся КамАЗ… Неутешительные новости о трагедиях появляются регулярно. Причины разные: халатность, невнимательность, безответственность.
А еще одна из причин – проблемы с болтовыми соединениями. Казалось бы, такая мелочь! А ведь на болтах в буквальном смысле держится все: они несут вибрационные, весовые и динамические нагрузки.
В этой статье мы поговорим о том, какие типы болтов бывают, как узнать класс прочности болта и как читается маркировка.
Типы болтов
У этих метизов есть несколько классификаций по разным параметрам. Например, в зависимости от формы головки они бывают универсальные (с шестигранной головкой), анкерные, рым-болты и др.
По форме стержня крепеж тоже различается: резьба наносится на весь стержень или занимает только часть.
Сама резьба в соответствии с ГОСТ 27017-86 может быть метрической, шурупной, самонарезающей или конической.
В зависимости от назначения болты делятся на несколько видов: лемешные для сельскохозяйственной техники; мебельные, с гладкой ровной головкой, которая не выступает на поверхности мебели; дорожные для монтажа ограждений и фиксации металлических, деревянных или пластиковых конструкций; машиностроительные для соединения запчастей транспортных средств, обладают особой прочностью и стойкостью к изменениям от воздействия агрессивной внешней среды; фундаментные служат для крепления оборудования к фундаменту, имеют специальную форму головки; путевые соединяют части рельс.
Обратите внимание! Не существует универсальных болтов, которые подойдут для любой задачи. Для каждой нужно выбирать крепеж в соответствии с его классом прочности. Именно класс прочности болта влияет на безопасность конструкций, разрушение которых может привести к гибели людей.
Класс прочности – это наиболее важная характеристика для крепежа. Определяет устойчивость болтов к механическим воздействиям и показывает предел прочности на разрыв. Остановимся на ней подробнее.
Классы прочности
В ГОСТ 1759.4-87 (ИСО 898/1-78) можно найти обозначение класса прочности болтов. Характеристика зависит от множества факторов, например, от стали, из которой выполнен болт, и от того, была ли термообработка материала. Приведем список классов прочности и их основные параметры.
Классы от 3.6 до 6.8
- Материал: углеродистая сталь
- Возможные добавки: нет
- Термическая обработка: нет
- Класс 8.8
- Материал: углеродистая сталь
- Возможные добавки: бор, марганец, хром
- Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 425 °С
- Класс 9.8
- Материал: углеродистая сталь
- Возможные добавки: бор, марганец, хром
- Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 425 °С
- Класс 10.9
- Материал: углеродистая или легированная сталь
- Возможные добавки: бор, марганец, хром
- Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 340 или 425 °С
- Класс 12.9
- Материал: легированная сталь
- Возможные добавки: нет
- Термическая обработка: закалка и отпуск при температуре 380 °С
Чем легированная сталь отличается от углеродистой? Тем, что в ней содержится молибден, титан, вольфрам или другие добавки. Они улучшают эксплуатационные характеристики, увеличивают твердость, плотность и термостойкость материала.
Часто болты покрывают другим материалом для улучшения их свойств:
- цинком – для болтов, которые используются в промышленности, толщина покрытия доходит до 25 мкм;
- никелем – декоративное покрытие болтов для мебели, не влияет на прочность;
- фосфатами или оксидами – так можно создать защитный слой, который сделает крепеж более долговечным;
- цинк-ламельным покрытием – увеличивает срок службы болта вдвое.
Что такое термическая обработка стали и зачем она нужна? Это технологический процесс изменения структуры материала, в результате которого повышается предел выносливости стали, увеличивается прочность и износостойкость самого крепежа.
Обратите внимание! Классы прочности могут маркироваться как с точкой, например 3.6, так и без нее, например 36.
Механические свойства
Чтобы правильно подобрать крепеж, нужно не только ориентироваться на класс прочности, но и знать, какие характеристики за ним скрываются. От этого зависит назначение метиза. Например, болты низкой прочности класса до 6.
6 подойдут для монтажа козырька надо крыльцом. Класс прочности высокопрочных болтов – от 6.6 до 12.9. Их используют при строительстве кранов, мостов, зданий, транспорта, железнодорожных путей.
Это же значение определяет, может ли на крепеж прилагаться несущая силовая нагрузка.
В таблице ниже мы приведем класс прочности болтов. Расшифровка терминов до таблицы поможет вам сориентироваться в свойствах крепежа по ГОСТ 1759.4-87 (ИСО 898/1-78).
- Временное сопротивление – это предел прочности болта, максимальная сила, которая может быть к нему приложена. При достижении критического параметра крепеж разрушится. Это действует для любого вида механической силы: сжатия, изгиба, скручивания, растяжения.
- Твердость по Виккерсу – это отношение нагрузки вдавливания четырехгранной алмазной пирамиды противоположным углом к площади поверхности того предмета, на который воздействует сила. Простыми словами, это значение определяет, насколько устойчив болт к деформации от удара/соприкосновения с другим предметом.
- Предел текучести – это максимальная рабочая нагрузка на болт. Если будет достигнута, начнется необратимая деформация без увеличения нагрузки (можно сказать, саморазрушение). При расчетах нагрузки следует выбирать болты, которые превышают необходимые требования вдвое.
Механические свойства болтов в зависимости от класса прочности
Класс прочности | Временное сопротивление, МПа | Твердость по Виккерсу, HV | Предел текучести, МПа |
3.6 | 300 – 330 | 95 – 250 | 180 – 190 |
4.6 | 400 – 400 | 120 – 250 | 240 |
4.8 | 400 – 420 | 130 – 250 | 320 – 340 |
5.6 | 500 | 155 – 250 | 300 |
5.8 | 500 – 520 | 160 – 250 | 400 – 420 |
6.6 | 600 | 190 – 250 | 360 – 480 |
6.8 | 600 | 190 – 250 | 640 |
8.8 | 800 – 830 | 250 – 335 | 640 – 660 |
9.8 | 900 | 290 – 360 | 720 |
10.9 | 1000 – 1040 | 320 – 380 | 900 – 940 |
12.9 | 1200 – 1220 | 385 – 435 | 1080 – 1100 |
Зная класс прочности, можно рассчитать среднее временное сопротивление самостоятельно. Для этого умножьте первую цифру класса прочности на 100. Например, для болта 6.6 это значение будет 600.
Также можно рассчитать предел текучести, умножив временное сопротивление на вторую цифру класса прочности и поделив полученный результат на 10. Для того же болта 6.
6 это будет выглядеть так: 600×6÷10 = 360.
Маркировка
В соответствии с ГОСТ 1759.0-87 (СТ СЭВ 4203-83) на каждый болт ставится знак класса прочности и клеймо изготовителя. В зависимости от размера болта их наносят на торцевую или боковую поверхность головки. Также производитель может указать дополнительные характеристики крепежа. Пример показан на рисунке.
1 (буква D) – клеймо или товарный знак изготовителя.
2 (11.14) – числовое значение указывает на номер плавки.
3 (10.9) – класс прочности шестигранных болтов. Если не указан, значит, он меньше 6.
4 (S) – болт имеет шестигранную головку, которая превышает стандартный размер.
5 (ХЛ) – климатическое исполнение: ХЛ – для холодного климата до -65 °С; У – для умеренного климата до -40 °С.
Обратите внимание! В статье приводится маркировка болтов по ГОСТ. Существуют международные стандарты, например DIN или ISO. Не стоит пугаться, если на крепеж нанесены другие обозначения.
Надеемся, наша шпаргалка и таблица классов прочности болтов поможет вам с выбором. Подобрать крепеж можно на этой странице. Если остались вопросы, звоните нашему менеджеру – он вас проконсультирует.
Классы прочности болтов: маркировка, классификация, ГОСТ 7798-70
Крепежные элементы, представленные на современном рынке в большом разнообразии, используются как для простого соединения элементов различных конструкций, так и для увеличения их надежности и способности переносить значительные нагрузки. От того, для каких целей планируется использовать эти элементы, зависит класс прочности болтов, которые необходимо выбрать.
Болт шестигранный оцинкованный с гайкой
Важность правильного выбора крепежа
Болты, выпускаемые современной промышленностью, могут значительно отличаться по классам своей прочности, что зависит преимущественно от марки стали, которая была использована для их изготовления. Именно поэтому выбирать болты, соответствующие тому или иному классу, следует исходя из того, для решения каких задач их планируется использовать.
К примеру, для соединения элементов легкой ненагруженной конструкции подойдут болты более низкого класса прочности, а для крепления ответственных конструкций, эксплуатирующихся под значительными нагрузками, необходимы высокопрочные изделия.
Наиболее примечательными из таких конструкций являются башенные и козловые краны, соответственно, болты, отличающиеся самой высокой прочностью, стали называть «крановыми». Характеристики таких крепежных элементов, используемых для соединения элементов самых ответственных конструкций, регламентируются требованиями ГОСТ 7817-70.
Такие болты делают из высокопрочных сортов стали, что также оговаривается в нормативном документе.
Крепежные элементы, как известно, бывают нескольких видов: болты, гайки, винты, шпильки. Каждое из таких изделий имеет свое назначение. Для их изготовления используются стали разных классов прочности. Соответственно, будет различаться и маркировка болтов, а также крепежных элементов других типов.
Классы прочности резьбовых крепежных изделий
Класс прочности гаек, винтов, болтов и шпилек определен их механическими свойствами. По ГОСТ 1759.4-87 (ISO 898.1-78) предусмотрено разделение крепежных элементов по классам их прочности на 11 категорий: 3.6; 4.6; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.
Правила расшифровки класса прочности болтов достаточно просты. Если первую цифру обозначения умножить на 100, то можно узнать номинальное временное сопротивление или предел прочности материала на растяжение (Н/мм2), которому соответствует изделие. К примеру, болт класса прочности 10.9 будет иметь прочность на растяжение 10/0,01 = 1000 Н/мм2.
Умножив второе число, стоящее после точки, на 10, можно определить, как соотносится предел текучести (такое напряжение, при котором у материала начинается пластическая деформация) к временному сопротивлению или к пределу прочности на растяжение (выражается в процентах). Например, у болта класса 9.8 минимальный предел текучести составляет 8 × 10 = 80%.
Болт с цилиндрической головкой и внутренним шестигранником
Предел текучести – это такое значение нагрузки, при превышении которой в материале начинаются не подлежащие восстановлению деформации. При расчете нагрузок, которые будут воздействовать на резьбовой крепеж, закладывается двух- или даже трехкратный запас от предела текучести.
Высокопрочные болты, временное сопротивление у которых равно или больше 800 МПа, используются не только для крепления элементов крановых конструкций, но и при строительстве мостов, при производстве сельскохозяйственной техники, в железнодорожных соединениях и для решения ряда других задач. Высокопрочные болты соответствуют классу 8.8 и выше, а гайки — 8.0 и выше.
Параметром, который определяет, какой класс прочности будет у болтов, является не только марка стали, но и технология, по которой они изготовлены.
Болты, относящиеся к категории высокопрочных, преимущественно изготавливаются по технологии высадки (холодной и горячей), резьбу на них формируют накаткой на специальном автомате.
После изготовления они подвергаются термообработке, затем на них наносится специальное покрытие.
Болт с шестигранной головкой и фланцем
Автоматы по холодной и горячей высадке, на которых изготавливаются болты высоких классов прочности, могут быть различных марок, некоторые модели позволяют производить от 100 до 200 изделий в минуту. Сырьем для производства является проволока из низкоуглеродистой и легированной стали, содержание углерода в которой не превышает 0,4%.
Основными марками стали, используемыми для производства таких крепежных элементов, являются 10КП, 20КП, 10, 20, 35, 20Г2Р, 65Г, 40Х. Требуемые механические свойства этим высокопрочным болтам придаются и при помощи термической обработки, проводимой в электропечах, в которых создается специальная защитная среда (с ее помощью удается избежать обезуглероживания стали).
Разные типы болтов изготавливаются и из углеродистой стали, при этом получаются изделия, относящиеся к разным классам прочности. Применяя различные технологии изготовления и термическую обработку (закалку), из одной марки стали можно получать болты, относящиеся к разным классам прочности.
Рассмотрим, к примеру, сталь 35, из которой можно изготовить болты следующих классов прочности:
- 5.6 — болты изготавливают на токарных или фрезерных станках методом точения;
- 6.6 и 6.8 — такие крепежные элементы изготавливают по технологии объемной штамповки, для чего используют высадочные прессы;
- 8.8 — такой класс прочности можно получить, если подвергнуть болты закалке.
Основные марки стали, применяемые при производстве болтов
Приведенная таблица позволяет ознакомиться с наиболее популярными марками сталей, используемыми для производства крепежных изделий. Если к характеристикам последних предъявляются особые требования, то в качестве материала изготовления выступают и другие марки сталей.
Классификация болтов, относящихся к категории высокопрочных, включает в себя узкоспециализированные изделия, используемые в отдельных отраслях промышленности. Характеристики таких узкоотраслевых крепежных элементов оговариваются отдельными нормативными документами.
Так, требования к высокопрочным болтам, головка «под ключ» у которых имеет увеличенные размеры, используемым при возведении мостов, оговариваются советским ГОСТ 22353-77 (ГОСТ Р 52644-2006 — российский стандарт). Прочность, указанная в этих нормативных документах, соответствует временному сопротивлению на разрыв (кгс/см2). Фактически этот показатель соответствует границам прочности.
Классификация болтов узкоспециализированного назначения также подразумевает их разделение по вариантам исполнения. Так, различают следующие категории болтов.
- Виды болтов с исполнением «У», которые могут эксплуатироваться при температурах, доходящих до –40 градусов Цельсия. Что важно, буква «У» не указывается в обозначении таких изделий.
- Изделия с исполнением «ХЛ», которые могут использоваться в еще более жестких температурных условиях: от –40 до –65 градусов Цельсия. В обозначении таких изделий указывается класс их прочности, после которого следуют буквы «ХЛ».
Параметры высокопрочных болтов
В таблице указаны параметры, которым соответствуют высокопрочные болты. Для того чтобы изготовить крепежные элементы с еще более высокими прочностными характеристиками, используются следующие сорта сталей: 30Х3МФ, 30Х2АФ, 30Х2НМФА.
Маркировка болтов по классу их прочности
Система маркировки болтов, значение которой можно посмотреть в специальных таблицах, чтобы определить, какой именно тип крепежа вам подойдет, разработана Международной организацией по стандартизации (ISO). Все стандарты, разработанные в советское время, а также современные российские нормативные документы, основываются на принципах данной системы.
Обязательной маркировке подлежат болты и винты, диаметр которых составляет более 6 мм. На крепежные изделия меньшего диаметра маркировка наносится по желанию производителя.
Маркировка не наносится на винты, имеющие крестообразный или прямой шлиц, а изделия, имеющие шестигранный шлиц и любую форму головки, маркируются обязательно.
Не подлежат обязательной маркировке также нештампованные болты и винты, которые изготовлены точением или резанием. Маркировка на такие изделия наносится только в том случае, когда этого требует заказчик подобной продукции.
Стандартное расположение маркировки на болтах
Местом, на которое наносится маркировка болта или винта, является торцевая или боковая часть их головки. В том случае, если для этой цели выбрана боковая часть крепежного изделия, маркировка должна наноситься углубленными знаками. Выпуклая маркировка по высоте не должна превышать:
- 0,1 мм – для болтов и винтов, диаметр резьбы которых не превышает 8 мм;
- 0,2 мм – для крепежных изделий, диаметр резьбы которых находится в интервале 8–12 мм;
- 0,3 мм – для болтов и винтов с диаметром резьбы больше 12 мм.
Геометрию различных видов резьбового крепежа регламентируют отдельные ГОСТы. В качестве примера можно рассмотреть изделия, выпускаемые по ГОСТ 7798-70. Такие болты с головкой шестигранного типа, относящиеся к категории изделий нормальной точности, активно используются в различных сферах деятельности.
ГОСТ 7798-70 оговаривает как технические характеристики таких болтов, так и их геометрические параметры. С материалами ГОСТ 7798-70 можно ознакомиться ниже.
Особенности соединения с помощью резьбы
- Надежность за счет использования специальной метрической резьбы и универсальности профиля. Многочисленные исследования подтверждают, что при правильно выбранном классе прочности болта, а также моменте затяжки такое соединение выдерживает большие нагрузки, а также надежно защищено от самооткручивания.
- Выдерживание поперечных и осевых нагрузок. Изготовленные из специальных марок стали, болты хорошо противодействуют нагрузкам в любом направлении.
- Несложный монтаж и демонтаж конструкций.
Несмотря на то, что спустя некоторое время открутить резьбовое соединение бывает непросто (из-за коррозии металла), с помощью специальных растворителей это сделать вполне реально.
- Небольшая стоимость работ, которая значительно ниже затрат на сварку.
Многие конструкции возводятся сегодня с использованием болтов, поскольку это требует меньше времени и сил.
Нужно отметить, что небольшим недостатком резьбового соединения можно считать сильную концентрацию напряжения в месте впадины профиля самой резьбы.
По этой причине маркировка болта должна быть подобрана правильно, в точном соответствии с нагрузкой, которую испытывает деталь. Это позволит уменьшить риск как самооткручивания при слабой затяжке, так и разрыва гайки / срезания резьбы вследствие экстремального напряжения.
Болт лемешный с потайной головкой
Не нужно забывать, что сегодня также активно применяются всевозможные средства стопорения, включая контргайки и пружинные шайбы.
Виды резьбового крепления
Для выполнения резьбового соединения нужны как минимум две детали, одна из которых имеет наружную, а другая – внутреннюю резьбу. Существует несколько конструкционных разновидностей резьбы.
- Болтовое
- В соединяемых деталях сверлятся сквозные отверстия, после чего вовнутрь вставляется болт, который затягивается с другой стороны гайкой.
- Винтовое
В таком типе соединения роль гайки выполняет сама деталь, в которой предварительно высверливается отверстие, затем наносится резьба, после чего с помощью болта или винта крепится другая деталь. Если применять саморезы, то сверлить предварительное отверстие не обязательно, поскольку деталь при закручивании сама автоматически делает резьбу.
С помощью шпилек
Один конец такой шпильки вворачивается в узловую деталь, а на второй специальным образом накручивается подходящая гайка.
Шпилька с ввинчиваемым концом
Как правильно затягивать и откручивать болт
Чаще всего при затяжке болтовых соединений на различных конструкциях в домашнем хозяйстве используются обычные гаечные ключи – торцевые, рожковые и накидные.
Однако в таком случае точно определить момент затяжки тяжело, поэтому в промышленном производстве и ремонтных мастерских опытные слесари применяют специальные динамометрические ключи или пневматические гайковерты, главное достоинство которых – возможность выставлять требуемый уровень затяжки, зависящий от типа механизма.
Чтобы открутить болт, используют те же самые ключи, однако в старых конструкциях чаще всего болты сильно «прикипают» к гайке из-за коррозии. Для безопасного откручивания применяют несколько простых способов:
- использование проникающей смазки WD-40 аэрозольного типа;
- небольшое постукивание по ржавому болту молотком для разрушения ржавчины в профиле резьбового соединения;
- небольшой проворот гайки в сторону закручивания (всего на несколько градусов).
Резьбовые соединения применяются во многих конструкциях и механизмах, поскольку на практике доказали свою высокую надежность и эффективность. Правильно подобранный тип болта, закрученный на требуемый момент затяжки, способен справляться с нагрузкой на протяжении всего срока эксплуатации механизма.