Андрей Смирнов
Время чтения: ~12 мин.
Просмотров: 0

Гост 1759.0-87

Прочность болтов

Все болты, с резьбой более М6, должны маркироваться. На головке болта маркируется прочность болтов по ГОСТ или по ISO, а также их исполнение. Если резьба болта или винта больше чем М6, и на головке нет маркировки, то от использования такого болта следует отказаться. Рассмотрим, что обозначает класс прочности болтов и как он обозначается непосредственно на головке.

На картинке изображены три вида маркировки. Прочность болтов 8.8 самая распространенная. Болт класса прочности 10.9, соответственно, более прочный, чем 8.8. Обозначение «Х» на головке болта указывает, что болт каленый, как правило, такое обозначение на карданных болтах. Существуют классы прочности болтов 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Точка между цифрами может отсутствовать.

Теперь поговорим о том, что обозначают эти цифры. Первая цифра маркировки равно 0,01 пределу прочности болта на растяжение, чтобы понять предел прочности, делим первую цифру на 0,01 и получаем предел прочности на растяжение в МПа. Вторая цифра равно 0,1 отношения предела текучести болта к пределу прочности на растяжение. Если перемножить цифры, и результат умножить на 10, то получим предел текучести в МПа. Приведем пример расшифровки. Прочность болта 12.9 расшифровывается следующим образом:

12/0,01 = 1200 (МПа) – предел прочности на растяжение.

12х10х9 = 1080 (МПа) – предел текучести.

Болты класса прочности до 5.6 чаще всего используются в мебельном производстве, остальные используются в машиностроении и строительстве. Причем класс прочности 10.9 и 12.9, ввиду высокой цены, используется при сборке особо ответственных узлов.

Помимо болтов со стандартной шестигранной головкой, также используются винты с внутренним шестигранником, болты с фланцем, болты с полукруглой головкой и квадратным подголовником и другие. Место расположения маркировки у таких болтов отличается от стандартных болтов. Маркировка может наноситься на цилиндрическую поверхность или под головку болта.

На картинке изображены примеры нанесения маркировки на болт с полукруглой головкой (слева) и на болт с внутренним шестигранником (справа).

Существуют и болты, предназначенные для использования в определенных узлах, они могут иметь дополнительные маркировки. Например, болты для строительства мостов могут иметь маркировку «ХЛ», что означает допустимое применение болта при температурах до – 65 0 С. Иногда на головках болтов указывают марку стали, примененную при изготовлении.

На шпильках также указывается класс прочности, наносится он цилиндрическую часть, где отсутствует резьба, но с двумя существенными различиями: 1) На болтах маркировка выступает над поверхностью, на шпильках наоборот – маркировка углубляется в материал. 2) Шпильки маркируются, начинаются с класса прочности 5.6. На диаметрах шпилек, менее М12, иногда маркируют не цифры, а условные знаки, каждый из которых соответствует классу прочности.

Маркировка гаек осуществляется немного по другому принципу. При нанесении маркировки на гайку учитывают отношение ее высоты к диаметру резьбы. По отношению высоты гайки к диаметру, гайки делятся на 5 видов: 1) Низкие Н/d меньше 0,8 2) Нормальные с отношением высоты к диаметру резьбы 0,8 3) Высокие с отношением 1,2 4) Сверхвысокие с отношением 1,5. 5) Сверхнизкие, маркировка на них обычно не наносится.

Для низких гаек существует всего два класса прочности – 04 и 05. Для расчета предела прочности на растяжение откидываем 0 и умножаем на 100. Получаем 400 и 500 МПа соответственно. По полученному значению смотрим, с каким классом прочности болта следует использовать гайку.

Нормальные, высокие и сверхвысокие гайки имеют 7 классов прочности – 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12. Аналогично умножаем на 100 и получаем значение предела прочности на растяжение. Таким образом, гайку 8 класса прочности лучше всего использовать с болтом 8.8. Распределение нагрузки в резьбе в таком случаи будет равномерным.

Иногда встречаются и другие маркировки на болтах, но, как правило, бывает это очень редко. Подавляющее большинство болтов маркируется именно по такому принципу.

В следующей статье расскажу, как сделать расчет болта на растяжение, срез и смятие.

Задавайте вопросы, оставляйте комментарии, делитесь впечатлениями от статьи!

3 Механические свойства элементов и расшифровка их маркировки

Временное сопротивление – это отношение нагрузки, которую может выдержать болт без разрушения, к его поперечному первоначальному сечению. Данная величина варьируется в пределах 30–160 кгс/кв. мм (минимальное значение) и 49–208 (теоретически возможный максимум). Под ударной вязкостью подразумевают определенный цикл воздействия на образец болта в форме призмы (его делают с вырезкой на одной стороне), после которого метиз разрушается. Иногда испытания останавливают в случаях, когда крепежный элемент начинает деформироваться. Величина вязкости равняется 3–6 кгс*м/кв. см

Обратите внимание! Для некоторых классов прочности (3.6, 5.8, 6.8) показатель ударной вязкости в ГОСТ не регламентируется

Маркировка болтов

Минимальная нагрузка, которая вызывает деформацию метизов без ощутимого повышения растягивающего напряжения, называется пределом текучести. Для болтов 3.6 он равняется 20 кгс/кв. мм, для изделий 12.9 – 108. Текучесть устанавливается на спец. образцах по стандартной методике (воздействие на изделие до момента его деформирования). Величина относительного удлинения определяется как отношение повышения длины болта после его разрушения к первоначальной протяженности изделия. Важный момент. Минимальное относительное удлинение отмечается у болтов прочностью 12.9 (8 %), максимальное – у метизов 3.6 (25 %). Твердость крепежных элементов по шкале HRB составляет 48–86 единиц, по Бринеллю – 90–330 НВ.

Теперь, зная все о механических характеристиках болтов, можно разбираться с принципом их маркировки. Здесь все достаточно просто. Обозначение класса прочности – это две цифры, разделенные точкой. Достаточно умножить на 10 первое число, чтобы получить значение временного минимального сопротивления болта. Аналогичным образом поступаем со второй цифрой. Умножаем ее на 10 и узнаем соотношение (в процентах) текучести изделия к его сопротивлению. Например, для метизов класса 8.8 это отношение будет равняться 80 % (8*10). Маркировку наносят на торце головки крепежа выпуклыми цифрами.

Как маркируют по ГОСТ?

Маркировочные обозначения болтов в нашей стране регламентируются строгими стандартами ГОСТа. ГОСТ был принят в 1977 году, а для фундаментных метизов – в1980 году. В 2006 году появился новый ГОСТ, но так как старые выпуски метизов, как показывает практика, еще до сих пор в ходу у потребителей, нужно уметь читать маркировку того и другого стандарта.

Стандартная маркировка, находящаяся на каждом метизе, имеет буквенные и цифровые обозначения.

Маркировка по ГОСТ 22353-77 от 1977 года имеет свои правила чтения.

  • На верхнем ряду обозначений располагается клеймо, принадлежащее изготовителю. У каждого завода свое собственное клеймо. Таким образом, на головках болтов советского выпуска можно увидеть латинские буквы WT, OC, L, D или русские, например, Ч и другие.
  • В цифровом обозначении первая цифра будет указывать, какое временное сопротивление имеет болт.
  • После цифр можно увидеть (но не на всех изделиях) маркировку из букв ХЛ. Так отмечают метизы, которые можно применять в условиях холодного климата при низких температурных режимах, например, на Крайнем Севере. Сталь у таких изделий выдерживает перепады температур и не становится при этом хрупкой, сохраняя все свои прочностные свойства.
  • Затем в маркировке будет указана партия плавки. Это обозначение информирует о том, когда и в какой партии было сделано изделие на производстве. В случае, когда у болта имеется нестандартная левая резьба, рядом с партией изготовления будет стоять маленькая стрелочка, показывающая направление против движения часовой стрелки. Если такой стрелки нет, значит, у болта имеется обычная правосторонняя нарезка резьбы.

В ГОСТ Р52644-2006 от 2006 года вошли некоторые изменения.

  • Сначала идут буквенные обозначения в виде клейма завода-изготовителя. Они не изменились и выполняются точно так же, как это делали по старому ГОСТу.
  • Далее цифрами указываются параметры прочности метизного изделия. Эти параметры уже должны отвечать нормам нового ГОСТа.
  • После обозначения прочности при помощи буквенных символов указывают сферу применения изделия относительно климатических условий. Здесь в маркировке тоже ничего не изменилось, и ХЛ по-прежнему обозначает то, что болты можно применять при низких температурах.
  • Далее указывают номер партии плавки.
  • Затем будет указана прочность метиза. Например, латинская буква S будет обозначать, что перед вами метиз, имеющий самую высокую прочность исполнения.

Мы рассмотрели полную маркировку болтов, которая содержит довольно большой объем информации. Но существует еще и краткая маркировка, которая сообщает пользователю параметры метиза: сечение и длину.

Related Posts via Categories

  • Класс прочности болтов – насколько хорошо метизы противостоят разрушению?
  • Анкерный болт с гайкой – испытанный вариант крепежа
  • Дюбель-гвоздь – какие крепежные изделия самые качественные?
  • Анкерные болты – особый вид крепежа для сложных конструкций
  • Как заклепать заклепку – автоматические и ручные методы для разных материалов
  • Изготовление болтов – понятный технологический процесс
  • Игольчатый пружинный шплинт – ушастый крепеж для сферы машиностроения
  • Высокопрочные болты – полная информация о крепежных изделиях
  • Размеры вытяжных заклепок – над чем следует подумать при расчете?
  • Шайба пружинная – соединения никогда не раскрутятся самопроизвольно!

1 Что представляют собой болты и гайки, когда они были созданы?

Под болтом понимают стержень цилиндрической формы, который располагает наружной резьбой и головкой. Последняя бывает овальной, конической, шестигранной, эллиптической, цилиндрической, квадратной. Самые первые болты, на которые не нарезалась резьба, появились, по мнению специалистов, еще в эпоху Древнего Рима. Такие изделия выполнялись в виде стержня со специальной прорезью, куда монтировали клин, который не позволял болту смещаться. В 15-м столетии были придуманы болты с резьбой.

Гайки представляют собой шестигранные либо квадратные детали из металла. Они обязательно имеют отверстия в центральной части, внутри которых выполняется резьба. Видов гаек в наши дни немало. Они бывают:

  • крыльчатыми;
  • с продольными шлицами;
  • стопорными;
  • корончатыми.

В гайках корончатого вида и гайках со шлицами предусмотрено отверстие, предназначенное для контровочной проволоки либо шплинта. Изделия стопорного типа всегда снабжаются нейлоновыми вкладышами для повышения сопротивляемости при кручении силам трения.

Первые соединения гаек с болтами стали применяться в 17-м столетии.

Видимо, с этого времени болты с резьбой начали называть винтами. Активное использование гаек и винтов пришлось на 1760-е. Тогда была изобретена паровая машина и резьбовые соединения давали возможность увеличивать надежность собираемых паровых механизмов. Такие соединения начали применять и при производстве других промышленных установок – хлопкоочистительных агрегатов и прядильных машин.

Нюансы выбора крепежа

К выбору крепежа следует относиться с большой ответственностью. Это связано с тем, что показатель их прочности может существенно отличаться. Подбор проводится с учетом того, какая марка стали болтов обладает более подходящими эксплуатационными качествами. К ключевым моментам отнесем следующую информацию:

  1. Тип применяемого материала при изготовлении.
  2. Класс точности.
  3. Применяемые методы термической и химической обработки.

Высокопрочные болты могут изготавливаться из различных металлов. Ключевыми моментами назовем:

  1. В большинстве случаев применяются следующие металлы: 10КП, 20КП, сталь 10, сталь 20, 20Г2Р, 40Х. Эти металлы соответствуют всем установленным требованиям по физико-механическим качествам.
  2. Для повышения эксплуатационных качеств может проводится термическая обработка. Для выполнения подобной операции применяются специальные электрические печи. За счет создания специальной защитной среды обеспечиваются требуемые эксплуатационные качества.
  3. Углеродистые стали получили самое широкое распространение. Это связано с их относительно невысокой стоимостью, а также высокими эксплуатационными качествами.

Оцинкованые болты

Диаметр болтов также является важным критерием выбора. Диаметральные размеры могут варьироваться в достаточно большом диапазоне. С увеличением показателя площади поперечного сечения повышается прочностью и надежность соединения

Длина болтов считается важнейшим геометрическим показателем, который нужно учитывать.Применяемые материалы могут иметь самые различные характеристики К примеру, уделяется внимание тому, какова твердость болтов

Перед выбором наиболее подходящего крепежного элемента нужно учитывать особенности соединения деталей при применении этого крепежного материала:

  1. Проведенные исследования указывают на то, что при правильном выборе класса прочности и момента затяжки можно обеспечить наиболее качественное соединение. Кроме этого, обеспечивается защита от самопроизвольного откручивания и длительный срок службы изделия.
  2. Качественный крепеж выдерживает поперечные и осевые нагрузки. При изготовлении крепежа применяются специальные металлы и сплавы, которые хорошо противодействуют нагрузкам, воздействующим в любом направлении.
  3. Существенно упрощается процесс монтажа и демонтажа. Стоит учитывать, что некоторые металлы могут окисляться, и через некоторое время пройти демонтаж конструкции будет сложно. Однако, упростить задачу можно при применении специального вещества.
  4. Есть возможность получить разъемные соединения. Очень часто можно встретить ситуацию, когда для выполнения различных работ требуется провести разбор конструкции. Для проведения демонтажных работ требуются простые инструменты, на выполнение работы, как правило, уходит немного времени.
  5. Существенно снижается стоимость получаемого изделия. Сварочное соединение обходится дорого, так как предусматривает использование специального сварочного аппарата.

Качество соединений можно существенно повысить при применении дополнительных различных элементов. К примеру, используются шайбы и контргайки, которые существенно повышают качество и надежность соединения.Однако, у резьбовых соединений есть и несколько существенных недостатков:

  1. Концентрация напряжения в месте впадины профиля резьбы. Стоит учитывать, что применение специального металла позволяет существенно повысить надежность резьбовой поверхности.
  2. Есть вероятность того, что гайка открутится при сильном механическом воздействии. Конечно, для исключения подобной вероятности могут применяться различные методы фиксации.

Кроме этого, выделяют несколько видов резьбового крепления. Примером можно назвать болтовое и винтовое соединение. Некоторые соединения могут проводиться при помощи шпилек. Выбор более подходящего крепежного элемента проводится с учетом того, какими качествами должно обладать изделие.

Классы прочности

ГОСТ 1759.4−87, в зависимости от механических характеристик деталей, предполагает деление этих изделий на одиннадцать категорий. Правила расшифровки их обозначений не должны вызвать серьезных проблем — умножение на 100 цифры, расположенной перед точкой, позволяет определить такой показатель, как предел прочности материала болта на растяжение. Для его измерения используется единица — Н/мм 2 . Например, обозначение 4.6 предполагает наличие у изделия параметра прочность на растяжение равного 400 Н/мм 2 .

Умножение второй цифры на 10, позволяет узнать показатель параметра предела текучести (напряжение, при котором сплав становится подвержен пластическим деформациям). Например, для категории 3.6 он будет равен 60%.

При расчете нагрузок в резьбовых соединениях принято закладывать определенный запас прочности по показателю предела текучести.

Болты, принадлежащие к группе высокопрочных изделий, должны обладать пределом прочности при растяжении не менее 800 МПа. Они нашли широкое применение в тех отраслях промышленности, в которых к конструкциям предъявляются жесткие требования по надежности. К этой группе относятся все детали начиная с категории 8.8. Высокопрочными гайками, в свою очередь, следует считать изделия класса не менее 8.0.

Необходимо заметить, что категория прочности резьбовых деталей зависит не только от их материала, но также технология изготовления. Практически все болты, входящие в группу высокопрочных изделий, производятся методом высадки, а для формирования резьбы используются специальные накатные полуавтоматы. После механической обработки изделия проходят соответствующую термообработку. Финальным этапом производства высокопрочных болтов является нанесение покрытия.

Технологическое оборудование, используемое для выпуска деталей методом высадки, отличается большим разнообразием. Существуют модели, способные за одну минуту выпускать около 200 единиц продукции. Основной материал для их производства — низкоуглеродистые и легированные стальные сплавы. Основным требованием, предъявляемым к ним, является количество углерода. Согласно документации, этот параметр не должен превышать 40%.

Отличным примером таких материалов могут быть стали 20КП, 40Х, 20Г2Р и другие. Благодаря применению различных видов термической обработки, можно из одного материала произвести детали, принадлежащие к разным категориям прочности. В качестве примера стоит рассмотреть сталь 35, из которой можно изготовить следующие изделия:

  • 5.6 — достигается путем обработки изделия на токарном и фрезерном станках.
  • 6.6, 6.8 — объемная штамповка.
  • 8.8 — после механической обработки изделие подвергается закалке.

Классификация высокопрочных болтов предполагает наличие узкоспециализированных изделий, используемых в некоторых отраслях промышленности. Все их характеристики описываются в специальной нормативной документации. А также узкоспециализированные болты могут отличаться вариантами исполнения, для обозначения которых используются буквы:

  • У — говорит о возможности применения крепежного элемента при температурах до -40 °C. Стоит заметить, что в обозначении буква чаще всего не указывается.
  • ХЛ — температурные условия ужесточены, и такое изделие можно использовать при -65 °C.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации