Как определить класс прочности болта: Как определить класс прочности болтов

Класс прочности болтов — ГОСТ 7798-70, маркировка, виды, обозначение

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/мм

2), 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.

1. 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.
2. 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

1. 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.
2. Выдерживание поперечных и осевых нагрузок. Изготовленные из специальных марок стали, болты хорошо противодействуют нагрузкам в любом направлении.
3. 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.
4. 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.

Оценка статьи:

Загрузка…

Поделиться с друзьями:

Класс прочности болтов: маркировка, виды по ГОСТ

Крепеж, представлен в ассортименте. Можно встретить изделия, которые предназначены для обыкновенного соединения деталей в сборочных единицах. А есть и такие, которые предназначены для повышения надежности узла, в котором они будут установлены. При выборе крепежа, необходимо учитывать класс прочности болтов и четко себе представлять с каким типом и размером нагрузки им придется столкнуться. Соответственно отталкиваясь от этого выбирать его типоразмер и группу прочности.

Cвойства крепежа

Метизы, выпускаемые различными предприятиями, отличаются друг от друга геометрическими параметрами, формой, материалом, предназначением. Кроме этого их можно различить по типу покрытия и ряду других. Кроме, названных свойств болты одного типа отличаются параметрами прочности.

Например, болт М16, может быть использован для крепления деталей забора или ограждения и такой же болт, может быть, использовать для сборки мостовой или крановой конструкции. Соответственно для первого варианта может быть использован болт с меньшими прочностными параметрами, чем для второго варианта применения. Болты, применяемые для сборки кранов и аналогичного оборудования называют крановыми. Они отличаются более высокой прочности и для их изготовления применяют особо прочные стали. В РФ действует ГОСТ 7817-70, который нормирует требования к крепежу, применяемого в особо ответственных конструкциях.

Метизы имеют несколько форм исполнения – болты, гайки, винты и пр. Каждое из указанных изделий применяют для решения определенных задач. Для их изготовления применяют различные стали и разные технологии. От этого зависит и та маркировка, которая будет нанесена на поверхность крепежа.

Класс прочности резьбового крепежа

Этот параметр нормируется в ГОСТ 1759.4-87 (ISO 898.1-78) в этом документе определены группы прочности и их количество. Предусмотрено 11 классов 3.6; 4.6; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.

Каждое из этих обозначений подлежит расшифровке. Для этого достаточно первую цифру перемножить на 100 и результатом станет предел прочности металла. То есть болт с номером 9.8 будет обладать пределом прочности в 900 Н/кв. мм. Если число после точки перемножить на 10, то результатом станет размер предела текучести. Он обозначает то напряжение, по достижении которого вступает в силу необратимый процесс пластической деформации.

Кстати, при выполнении расчетов болтовых соединений необходимо закладывать большой запас прочности от предела текучести. Как правило, его принимают в два или три раза больше от номинала.

Метизы, предел прочности которого равен или превышает 800 МПа, применяют для сооружения крановой техники, мостовых конструкций, на железной дороге. Такие болты называют высокопрочными и относят к группе 8.8, а гайки 8.0 и больше.

Особенности производства болтов высокой прочности

Класс определяют не только по марке стали, но и по методу, примененного для их производства. Так, болты высокого класса изготавливают на высадочных автоматах (холодных или горячих). Резьбу накатывают с применением специальной технологической оснастки. Затем их отправляют на термообработку. После нанесения покрытия, защищающие болты от коррозии и старения, они готовы к отправке потребителям.

Крепеж отправляют потребителю в ящиках определенного веса. В некоторых случаях на их поверхность наносят слой масла, который обеспечивает длительное хранение метизных изделий.

 

 

Оборудование, применяемое для производства болтов высокого класса, может выпускать от 100 до 200 изделий, в минуту. Для изготовления применяют проволочный прокат, полученный из низкоуглеродистой или легированной стали.

Стали для изготовления болтов

Для производства применяют несколько марок стали. Распространенными считают — 10КП, 20КП, 10, 20, 35, 20Г2Р, 65Г, 40Х. После выполнения термообработки, болты, получают заданные параметры, определенные в соответствующих нормативных актах. Термическую обработку осуществляют в электрических печах с применением защитной среды. Она препятствует исходу углерода из стали.

Болты высокой прочности могут быть произведены из разных марок и будут получены изделия, которые будут относиться к различным группам прочности. Варьируя разнообразные режимы термообработки, есть возможность получения изделий с разными параметрами прочности.

Как пример можно рассмотреть применение стали 35 для производства болтов, относящихся к разным группам прочности:

• 6 — болты выполняют на станках токарно-фрезерной группы;
• 6 и 6.8 — крепеж производят на высадочном прессовом оборудовании;
• 8 — этот класс получат после прохождения термообработки.

Болты высокой прочности, включают в себя и специализированные метизы, нашедшие применения строго в определенных областях. Требования к продукции определяют в отраслевых документах.

Крепежные изделия, применяемые в авиастроении, производят на основании так называемых нормалей (отраслевых стандартов). Эти метизы отличает повышенная прочность, малый вес и точность. Применение этих болтов и гаек обеспечивает безопасность эксплуатации техники. Для их производства применяют стали, относящиеся к углеродистым или легированным. Готовые изделия покрывают усиленным слоем антикоррозийного покрытия.

Продукция, применяемая при возведении мостовых сооружений и их конструктивных элементов, нормируется ГОСТ Р 52644-2006.

Болты особой прочности, производят в разном исполнении. Различают несколько вариантов. Болты категории «У» допускается эксплуатировать работать при – 40 ºC. Изделие типа «ХЛ» эксплуатируются в диапазоне от – 40 до – 65ºC.

Для изготовления метизов с высокой прочностью, применяют следующие марки сплавов: 30Х3МФ, 30Х2АФ, 30Х2НМФА.

Типы проводимых испытаний

Для подтверждения качества продукции заводы производители проводят ряд испытаний. Перечень и методики испытаний определены в ГОСТ Р 52627-2006. Испытания могут быть осуществлены в заводской или любой другой лаборатории, прошедшей соответствующую аттестацию в центре Росстандарта. Ниже приведен краткий перечень тестов:

• растяжение;
• кручение;
• твердость;

По результатам, проводимых испытаний будут определены свойства продукции, в частности – предел прочности, предел текучести и ряд других.

 

Маркировка болтов

Порядок обозначения продукции определен международной организацией по стандартизации – ISO. Все документы (ГОСТ, ТУ), разработанные в СССР и РФ, выполнены с учетом этой системы и полностью отвечают ее требованиям.

Обязательной маркировке подлежат все болты и винты с диаметром стержня выше 6 мм. Исключения составляют детали с некоторыми формами шлицов или головок. Ее наносят на головку продукции. Она может располагаться на торце или сбоку головки. Место расположение клейма и его содержание определено в ГОСТ Р 52644-2006. Оно должно нести в себе следующую информацию:

1. Штамп завода производителя.
2. Класс прочности данного изделия.
3. Климатическое исполнение болта, оно наносится только на изделия, работающие в условиях ХЛ.
4. Номер плавки стали, использованной для производства этого изделия.
5. S – индекс обозначает, что размер головки увеличен.

На болтах, выполненных из нержавеющей стали должна быть указана марка стали. Индексы, наносимые на болт, могут выпуклыми или выдавленными. Размер шрифта определяет завод-изготовитель, руководствуясь требованиями ГОСТ.

 

Точность болтов

Другое важное свойство – это точность. Производители выпускают продукцию двух классов точности. Класс А – подразумевает то, что стержень встает в отверстие с минимальным зазором. Диаметр посадочного отверстия не может быть больше толщи болта на 0,3 мм. Такой точности довольно просто добиться в условиях производственного цеха, но практически невозможно на строительной площадке. Крепеж класса В и С могут быть установлены в посадочные отверстия больше стержня изделия на 2 – 3 мм.

Точность исполнения болтового соединения оказывает заметное влияние на его прочность и сопротивлению нагрузок. В частности, чем точнее выполнено посадочное отверстие, тем будет меньше воздействие нагрузок, возникающих перпендикулярно оси стержня.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Класс прочности болтов: маркировка, классификация, ГОСТ

В продаже можно встретить самые различные крепежные элементы, которые могут применяться для соединения нескольких изделий в одну конструкцию. Наиболее распространенным предложением можно назвать болты. Они применяются на протяжении последних нескольких десятилетий. Различные виды болтов характеризуются различными геометрическими параметрами и эксплуатационными качествами. К примеру, класс прочности болтов может варьироваться в достаточно большом диапазоне. Рассмотрим подробнее характеристики болтов, которые определяют область применения получаемых механизмов и его срок службы.

Класс прочности болтов

Класс прочности резьбового крепежа

Класс прочности гаек определяет его механическими свойствами. Для классификации изделия по этому параметру применяется ГОСТ 1759 4-67. Согласно нормативной документации класс прочности делится на 11 категорий.

Скачать ГОСТ 1759.4-87 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний»

Применяемое обозначение винтов имеет следующие особенности:

1. Расшифровать класс прочности 10 или 9 достаточно просто. Применяемые правила маркировки позволяют упростить поставленную задачу по выбору подходящих крепежных элементов.
2. Определить класс прочности шайб или других крепежных материалов можно при рассмотрении нормативной документации. Первая цифра обозначения умножается на 100, за счет чего получается показатель прочности на растяжение и на разрыв. Предел прочности определяет то, насколько прочным является применяемое крепежное изделие.
3. В маркировке есть и второе число, которое может применяться при расчете основных показателей. К примеру, класс точности 8.8 говорит о том, что второй показатель соответствует соотношение предела текучести к временному сопротивлению. В данном случае показатель составляет 80%.

При изготовлении крепежного материала из нержавеющей стали или других материалов следует учитывать следующие моменты:

1. Предел текучести – значение нагрузки, при которой материал после деформации не подлежит восстановлению. При расчете нагрузки, которая оказывает воздействие на резьбу, учитывается тот момент, что должен быть трехкратный запас прочности.
2. Таблица прочности болтов применяется для выбора наиболее подходящего крепежного материала.

Разрушающие нагрузки для болтов

Применяемые болты по ГОСТУ с сопротивлением 800 МПа и больше могут выдерживать существенную нагрузку. Именно поэтому они получили широкое распространение при строительстве мостов или других ответственных конструкций.

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.

Слишком низкий показатель может стать причиной деформации резьбовой поверхности при возникновении продольной нагрузки.

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.

Маркировка болтов

Маркировка болтов может проводиться при применении разработанных стандартов ISO. Система маркировки подразумевает применение специальных таблиц. Кроме этого, все стандарты, применяемые на территории России, были разработаны несколько десятилетий назад. Класс прочности считается наиболее важным показателем, который учитывается при производстве практически всех крепежных элементов.
Рассматривая обозначение болтов, следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

1. Обязательная маркировка проводится при изготовлении винтов, диаметр которых составляет более 6 мм. Наносится маркировка прочности болтов и других показателей на изделия меньшего диаметра только по желанию производителя.
2. Сортамент применяемых крепежных изделий с крестообразными или прямыми шлицами не предусматривает маркировку. Изделия, имеющие шестигранные шлицы, маркируются обязательно.
3. Обязательной маркировке не подлежат не штампованные варианты исполнения, которые изготавливаются путем точения и резания. Маркировка наносится только в том случае, если этого требует заказчик. При этом расшифровка может проводится по-разному, стандарты применяются не во всех случаях.

Рассматривая части болта, на которые наносится разметка, следует уделить внимание торцевой и боковой поверхности. Если применяется боковая поверхности, то обозначения наносятся углубленными знаками.

Классификация болтов

Существуют самые различные типы болтов. Выбор проводится в зависимости от того, какими эксплуатационными качествами должен обладать создаваемое изделие. Классификация болтов может проводится по нескольким критериям:

1. Классу прочности. Если рассматривать наиболее распространенные таблицы, то основным критерием становится класс прочности. Он определяет возможность применения изделия в тех или иных случаях. Специальные болты могут обладать высокой прочностью, применяться при сооружении мостов или создании других ответственных конструкций. Класс прочности крепежа указывается практически всеми производителями. Это связано с тем, что класс прочности определяет возможность применения изделий в тех или иных условиях.
2. Классификация по размеру важна. Это связано с тем, что с увеличением площади поперечного сечения повышается сопротивление скручиванию. Однако, для больших крепежей требуются отверстия с большим диаметром. Что касается длины стержня, то он выбирается в зависимости от толщины соединяемых элементов и требуемой длины резьбового соединения.
3. Существуют различные виды головок. Примером можно назвать изделие с шестигранной головкой или в виде восьмигранника. Стоит учитывать, что этот показатель лишь определяет то, какой инструмент подходит больше всего для работы.

Виды болтов

Могут применяться и другие показатели для классификации крепежей. К примеру, в некоторых случаях уделяется больше всего внимания твердости поверхности. Однако, выбор зачастую проводится при учете класса точности. Именно поэтому классификация проводится по классу точности, которая указывается в нормативной документации и при проектировании.

Болты высокой прочности

В большинстве случаев применяются обычные соединительные элементы, при изготовлении которых применяется углеродистая сталь. Однако, при необходимости можно приобрести высокопрочные болты, которые могут применяться при создании высокопрочных соединений. Маркировка высокопрочных болтов проводится по общим стандартам.
Изготовление болтов высокой прочности проводится с учетом нижеприведенной информации:

1. При изготовлении применяются специальные сплавы, которые характеризуются высокой прочностью и твердостью. Они обходятся дороже, чем углеродистая сталь, но все же применение получаемых изделий целесообразно в самых различных случаях.
2. Для повышения прочности и твердости проводится термическая обработка. Она предусматривает изменение химического состава металла и структуры получаемого материала.

Болты высокой прочности

На высокопрочные болты может составляться собственная нормативная документация. Кроме этого, классификация проводится следующим образом:

1. Крепежи с буквой «У» в маркировке применяются для эксплуатации при температурах ниже -40 градусов Цельсия. Однако, рассматриваемая буква указывается не во всех случаях маркировки.
2. Предложение с исполнением ХЛ могут эксплуатироваться в более жестких эксплуатационных условиях, к примеру, при температуре от -40 до -65 градусов Цельсия. При маркировке в этом случае указывается класс точности.

Болты и гайки высокопрочные сегодня встречаются довольно часто. Это связано с высокими эксплуатационными качествами, которые позволяют расширить область применения изделия.

Точность болтов

Еще одним важным показателем можно назвать класс точности болтов. Это связано с тем, что при изготовлении могут применяться самые различные методы нарезания резьбы и обработки цилиндрической поверхности. Рассматривая показатель точности отметим нижеприведенные моменты:

1. С повышение точности получаемое резьбовое соединение служит намного дольше.
2. Предложение обладает более точной геометрической формой.
3. Между крепежным изделием и образованным отверстием нет пространства, которое может стать причиной расшатанности соединения.

С повышением показателя точности также возрастает стоимость крепежа.

Именно поэтому крепежные материалы, применяемые при изготовлении не ответственных механизмов, обладают средним показателем точности. Применение современного оборудования при точении позволяет получить крепежи с высоким показателем точности.
В заключение отметим, что производством рассматриваемых материалов занимаются различные компании. Во многом качество получаемого изделия зависит от применяемого оборудования и технологии производства. Некоторые производители могут снизить качество крепежа для того, чтобы уменьшить его стоимость.

Как маркируются болты и гайки

Размеры болтов и гаек

В последнее время производители автомобилей все шире и шире применяют метрический крепеж и все дальше уходят от дюймового крепежа. Но, важно знать разницу между используемым иногда дюймовым (называемым также американским, или стандарта SAE) и более универсальным в системе мер метрическим крепежом, так как, несмотря на внешнюю схожесть, они не являются взаимозаменяемыми.

Все болты, гайки, шпильки и другой крепеж, как дюймовые, так и метрические, классифицируются по диаметру, шагу резьбы и длине. Например, стандартный болт 1/2 х 13 х 1 имеет пол дюйма в диаметре, 13 витков резьбы на один дюйм и длину 1 дюйм. Метрический болт М12 х 1.75 х 25 имеет толщину в диаметре 12 мм, шаг резьбы 1.75 мм (расстояние между витками резьбы) и длину 25 мм. Оба болта внешне очень похожи, однако не являются взаимозаменяемыми.

Маркировка на головке болтов и гаек

В дополнение к перечисленным признакам как метрические, так и дюймовые болты могут быть идентифицированы путем осмотра головки. Для начала, расстояние между лысками головки метрического болта измеряется в мм, тогда как у дюймового — в дюймах (тоже самое применимо и для определения гаек). Соответственно, стандартный дюймовый ключ не подойдет для использования с метрическим крепежом, и наоборот также. Кроме того, на головках большей части дюймовых болтов обычно имеются радиальные зарубки (на метрических тоже применяется такая маркировка, но реже), которые определяют максимальное допустимое усилие затягивания болта (класс прочности). Чем больше количество зарубок, тем выше класс прочности (на автомобилях обычно применяются болты со степенью прочности от 0 до 5 зарубок). Класс прочности метрических болтов определяется цифровым кодом (подробнее об этом мы писали в этой статье ). Цифры кода обычно отливаются, как и для дюймовых, на головке болта (на автомобилях обычно применяются болты классов прочности 8.8, 10.9, и 12.9).

Маркировка класса прочности болтов (вверху — дюймовые /SAE/USS, внизу — метрические)

Размеры/маркировка класса прочности дюймовых (SAE и USS) болтов

• G — маркировка класса прочности
• L — длина (в дюймах)
• T — шаг резьбы (количество витков на дюйм)
• D — номинальный диаметр (в дюймах)

Размеры и маркировка класса прочности метрических болтов

• P — класс прочности
• L — длина (в мм)
• T — шаг резьбы (расстояние между соседними витками в мм)
• D — номинальный диаметр (в мм)

Также по меткам класса прочности стандартные гайки могут быть отличены от метрических. Для идентификации прочности стандартных гаек применяются точечные метки, проштамповываемые на одной из торцевых поверхностей гайки, в то время как маркировка метрических гаек производится с помощью цифр. Чем больше количество точек, или чем выше значение цифрового кода, тем выше допустимое усилие затягивания гайки (класс прочности).

Маркировка класса прочности дюймовых шестигранных гаек

Шестигранная гайка.
Класс прочности 5
Идентификация класса: Три точки

 

 

 

 

 

Шестигранная гайка.
Класс прочности 8
Идентификация класса: Шесть точек

 

 

 

Маркировка класса прочности метрических шестигранных гаек

Маркировка класса прочности метрических шпилек

Торцы метрических шпилек также маркируются в соответствии с классом их прочности. Крупные шпильки маркируются цифровым кодом, тогда как на более мелкие наносится маркировка в виде геометрической фигуры.

• Знак РОМБ — Класс прочности 10.9
• Знак ПЛЮС — Класс прочности 9.8
• Знак КРУГ — Класс прочности 8.8
• Знак ТРЕУГОЛЬНИК – — Класс прочности 12.9

Следует заметить, что значительная часть крепежа, в особенности класса прочности от 0 до 2, вообще не маркируется. В этом случае единственным способом отличия стандартного крепежа от метрического является измерение шага резьбы, или сравнивание резьбы с однозначно идентифицированной.

Дюймовый крепеж часто называют также, в противоположность метрическому, крепежом стандарта SAE, однако, следует помнить, что под классификацию SAE попадает лишь мелкий крепеж. Крупный крепеж с неметрической резьбой является крепежом американского стандарта (USS).

Так как крепеж одного и того же геометрического размера (как дюймовый, так и метрический) может иметь различные классы прочности, при замене на автомобиле болтов, гаек и шпилек следует уделять внимание соответствию класса прочности устанавливаемого нового крепежа классу прочности старого.

Классы прочности крепежа | Роскрепеж

Крепёжные изделия, такие как болты, винты, шпильки и гайки, различаются не только по видам и размерам, но и по способности нести нагрузку. То есть, два болта одинакового размера, с одинаковой резьбой, могут иметь разную прочность.

Так что же такое «класс прочности» и что он обозначает?

Система обозначений

Классов прочности всего одиннадцать. Обозначаются они двумя числами, разделёнными точкой:

3.6  4.6   4.8   5.6   5.8   6.6   6.8   8.8   9.8   10.9   12.9 

Болты, шпильки и винты производят из различных углеродистых сталей. В зависимости от марки стали получают определенный класс прочности. Хотя иногда можно из одной марки стали произвести крепеж различных классов прочности, используя при этом разные способы обработки заготовки или дополнительную термическую обработку — закалку.

Например, из Стали 35 можно изготовить крепеж нескольких классов прочности: класса прочности 5.6 получают методом точения на токарном и фрезерном станке: классы 6.6 и 6.8 получают при производстве методом объёмной штамповки на прессе; а класс 8.8 — если полученные перечисленными способами болты подвергнуть термической обработке — закалке. Крепеж класса прочности 8.8 и выше получают только с после термической обработки изделия. 

Первая цифра (перед точкой) отражает предельную нагрузку, при которой болт (или шпилька) разорвётся. Цифра обозначает 1/100 часть номинального временного сопротивления — это предел прочности на разрыв, измеряется в МПа (мегапаскалях) или Н/мм² (ньютонах на миллиметр квадратный). Также первая цифра маркировки класса прочности обозначает ≈1/10 часть номинального временного сопротивления, если предел прочности на разрыв измеряется в кгс/мм² (килограммах-силах на миллиметр квадратный). Т.е. для определения предела прочности в Мегапаскалях нужно первую цифру умножить на 100, в килограммсила/мм2 – умножить на 10.

Вторая цифра говорит о нагрузке, при которой болт необратимо деформируется (вытянется резьбовая часть, либо сомнутся витки) — это предел текучести. Цифра обозначает 1/10 часть отношения предела текучести к пределу прочности на разрыв. Таким образом для шпильки класса прочности 10.9 второе число означает, что у шпильки минимальный предел текучести будет равен 90% от значения предела прочности на растяжение, то есть будет равен: (10×100)×(9×0,1)=1000×0,9=900 МПа (или Н/мм²; или ≈90 кгс/мм²). Для простого расчета предела текучести нужно перемножить цифры класса прочности и умножить полученный результат на 10. Т.е. для класса прочности 8,8 получаем 8х8х10 = 640Мпа (или 64 кгс/мм2).

Предел текучести — величина нагрузки, при превышении которой наступает невосстанавливаемая деформация или изгиб.

Например, попробуйте согнуть «от руки» обычную стальную вилку или кусок металлической проволоки. Как только она начнет деформироваться, это будет означать, что вы превысили предел текучести ee материала или предел упругости при изгибе. Поскольку вилка не сломалась, а только погнулась, то предел ее прочности больше предела текучести. Напротив, нож скорее всего сломается при определенном усилии. Его предел прочности равен пределу текучести. В этом случае говорят, что ножи «хрупкие».

Значит, чтобы сравнить болты по прочности на разрыв, нужно смотреть на цифру перед точкой, а чтобы сравнить их по прочности на растяжение/ смятие, нужно смотреть на произведение двух цифр.

Значение предела текучести — это максимально допустимая рабочая нагрузка болта, винта или шпильки, при превышении которой происходит невосстанавливаемая деформация. При расчётах нагрузки на болты, винты или шпильки используют 1/2 или 1/3 от предела текучести, то есть, с двукратным или трёхкратным запасом прочности соответственно.

Всё вышесказанное относится к болтам, винтам и шпилькам. Гайки же имеют всего семь классов прочности, которые обозначаются одним числом:  4  5  6  8  9  10  12. Это число обозначает 1/100 часть предела прочности болта, с которым в паре должна компоноваться гайка в резьбовом соединении. Такое сочетание болта и гайки называется рекомендуемым и позволяет равномерно распределить нагрузку в резьбовом соединении.

Например, гайка класса прочности 8 должна компоноваться с болтом, у которого предел прочности не менее, чем:

8 х 100 = 800 МПа (или 800 Н/мм²; или ≈80 кгс/мм²)

Следовательно, можно использовать болты классов прочности 8.8; 9.8; 10.9; 12.9 — оптимальной будет пара с болтом класса прочности 8.8.

Правило подбора гаек к болтам заключается в сохранении целостности резьбы гайки, навинченной на болт, при приложении пробной испытательной нагрузки — попросту говоря, при испытаниях гайку не должно «сорвать» от испытательной нагрузки для выбранного болта.

Обычно гайки более высоких классов прочности можно заменить на гайки более низких классов прочности. Такая замена рекомендуется для соединений «болт + гайка», напряжение в которых будет выше предела текучести, или напряжения от пробной нагрузки болта. 

Нанесение обозначений классов прочности на крепёжные изделия

Маркировке подлежат: 

• Болты с шестигранной головкой; 

• Винты с цилиндрической головкой и внутренним шестигранником; 

• Шпильки; 

• Гайки.

Маркировка болтов и винтов

Чаще всего болты маркируются на торцевой поверхности головки, под клеймом завода-изготовителя. Цифры могут быть выпуклыми либо углублёнными. Иногда точку между цифрами не ставят, например 10.9 пишется как 109. Если обозначение подчёркнуто (вот так: 10.9 или 109 ), это означает, что болт изготовлен из низкоуглеродистой мартенситной стали. Некоторые заводы маркируют болты специальными символами – точкой и штрихом (циферблатная маркировка). Точка служит для ориентира и располагается на «12 часов», а положение одинарного или двойного штриха указывает на класс прочности: Если маркировка отсутствует, то болт имеет класс прочности 6.8 или ниже.

Маркировка шпилек

Как правило, шпильки маркируются на торце специальным углублённым знаком, который соответствует классу прочности:
Знак    ●   +    ■     ▲ 
Класс прочности 8.8  9.8  10.9  12.9

Маркировка гаек

На гайки обычно знаки маркировки наносятся на торец аналогично болтам и винтам.

 

Следует иметь в виду, что данная статья имеет ознакомительный характер и не является официальным информационным документом. Более подробную и точную информацию можно получить в следующих стандартах:
ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия.
ГОСТ 1759.4-87 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытания.
ГОСТ Р 52628-2006 Гайки. Механические свойства и методы испытаний.

обозначение, маркировка и их виды

Сегодня выбор крепежных элементов крайне велик. Они применяются для соединения компонентов различных конструкций, а также позволяют увеличить их надежность и устойчивость к нагрузкам. В зависимости от целей применения резьбовых деталей, их выбор необходимо осуществлять исходя из класса прочности болтов.

Особенности выбора

Класс прочности этих деталей в основном зависит от марки и класса прочности стали, использовавшейся при их производстве. Например, если конструкция не будет подвергаться серьезным нагрузкам, то можно смело ориентироваться на детали низкого класса.

Если же их планируется использовать в ответственных конструкциях, например, башенных кранах, без высокопрочных изделий обойтись не получится.

Все технические показатели таких деталей должны соответствовать ГОСТ 7817–70 . В нем прописаны марки сплавов, которые допускается применять для их изготовления. Так как существует несколько типов изделий, то все они имеют определенное назначение. В зависимости от класса изменяется и их обозначение.

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/мм². Например, обозначение 4.6 предполагает наличие у изделия параметра прочность на растяжение равного 400 Н/мм².

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.

Обозначение деталей

Система обозначения резьбовых элементов крепления создавалась Международной организацией по стандартизации (ISO). Следует заметить, что созданные еще в советские времена стандарты, базировались на аналогичных принципах. Со всеми тонкостями расшифровки маркировки болтов можно познакомиться в соответствующей технической документации.

Следует отметить, что в обязательном порядке символы должны быть нанесены на все винты и болты, диаметром от 6 мм. Изделия меньшего диаметра могут быть маркированы по желанию производителя. Детали, изготовленные в соответствии с технологией резания металлов, могут не маркироваться.

Чаще всего обозначение наносится на торцевую либо боковую поверхность головки болта. При этом во втором случае для этого должны быть использованы углубленные знаки. К параметру высоты выпуклых символов предъявляется несколько требований в зависимости от размеров изделия:

• 0,1 мм — для крепежных элементов с диаметром резьбовой части до 8 мм.
• 0,2 мм — болты, диаметр резьбы которых находится в пределах от 8 до 12 мм.
• 0.3 мм — для всех изделий, с резьбой более 12 мм.

Некоторые нормативные документы регламентируют геометрию резьбовых соединений. Например, согласно ГОСТ 7798–70 изделия должны иметь шестигранную головку и относиться к нормальному классу точности.

Классы прочности автомобильных болтов.

Согласно принятым во всем мире единым нормам, высокопрочным называют крепеж, выдерживающий временное сопротивление по крайней мере в 800 мегапаскалей. Поскольку значение может быть и большим, различают несколько классов прочности такого крепежа. Из них для гаек самым низким будет восьмой, а для автомобидльных болтов – класс 8.8.

Насколько прочным является крепеж, можно понять, обратив внимание на марку металла и узнав технологию производства. Высокопрочный крепеж может быть изготовлен путем высадки заготовок при высоких или низких температурах с последующим автоматическим нанесением резьбы. Таким образом, существует «холодное» и «горячее» оборудование, выпускающее крепеж высокой прочности на большой скорости: за минуту готово одна-две сотни.

Классы прочности болтов

Для высокопрочных автомобильных болтов имеется три класса прочности: класс 8.8, класс 10.9 и класс 12.9. Их изготовляют из легированной стали и стали с низким процентом углерода – максимум 0,4 %. Допускается применение стали следующих марок: 10КП, 20КП, 10, 20, 35, 20Г2Р, 65Г и 40Х.

Выпущенные из них болты и гайки будут иметь характеристики в соответствии с характеристиками материала, обработанного в процессе производства под воздействием нужной температуры в электрических печах, защитная среда которых предупреждает потерю деталями углерода.

Метизное производство осуществляется при помощи автоматов, обеспечивающих выпуск обработанного термически высокопрочного крепежа самых распространенных классов прочности – 8.8 и 10.9, а также изделий высокой прочности согласно ГОСТу 22356-70. Обозначение класса прочности двумя числами, отделенными точкой (допустим, 4.6, 8.8, 10.9 или 12.9), указывает на то, что материалом для них послужила углеродистая сталь.

Понять суть обозначения несложно. Первое число равняется 0,01 номинальной величины предела прочности на разрыв, она указывается в мегапаскалях. То есть, число десять класса 10.9 нужно умножить на сто – мы получаем 1000 мПа, или 1000 Н/мм², или 100 кгс/мм².

Что касается числа после точки, оно указывает на десятикратную величину отношения предела текучести к пределу прочности. Таким образом, зная класс прочности, всегда легко определить предел текучести стали. В нашем примере он равняется произведению девяти и десяти во второй степени: (9х10)²=900 Н/мм². Знать предел текучести материала необходимо, так как он равняется максимально допустимой рабочей нагрузке болтов.

Оставить заявку

Расчет предела текучести и предела прочности

В большинстве случаев прочность данного материала, используемого для изготовления крепежа, имеет требования к прочности или параметры, описанные в фунтах на квадратный дюйм (psi) или в тысячах фунтов на квадратный дюйм (ksi). Это полезно при анализе того, какой сорт материала следует использовать для конкретного применения, но это не говорит нам о фактической прочности материала этого диаметра. Чтобы рассчитать фактические значения прочности для данного диаметра, вы должны использовать следующие формулы:

Примечание: приведенные ниже формулы не зависят от отделки застежки.

Предел текучести

Возьмите минимальный предел текучести в фунтах на квадратный дюйм для класса ASTM (см. Нашу таблицу требований к прочности для этого значения), умноженный на площадь напряжения определенного диаметра (см. Нашу диаграмму шага резьбы). Эта формула даст вам максимальный предел текучести для данного размера и марки болта.

Пример: Каков предел текучести стержня F1554 класса 36 диаметром 3/4 дюйма?

Это минимальное требование для класса 36 F1554.Другими словами, анкерная штанга F1554 класса 36 диаметром 3/4 дюйма будет способна выдерживать силу в 12 024 фунта-силы (фунт-сила) без деформации.

Предел прочности на разрыв

Возьмите минимальную прочность на разрыв в фунтах на квадратный дюйм для класса ASTM, умноженную на площадь напряжения диаметра. Эта формула даст вам максимальную прочность на разрыв для данного размера и марки болта.

Пример: Каков предел прочности на разрыв у стержня F1554 класса 36 диаметром 3/4 дюйма?

Это минимальное требование для класса 36 F1554.Другими словами, анкерный стержень F1554 класса 36 диаметром 3/4 дюйма будет способен выдерживать силу 19 372 фунта-силы (фунт-сила) без разрушения.

Прочность на сдвиг

Сначала найдите предел прочности на разрыв, используя формулу выше. Возьмите это значение и умножьте на 60% (0,60). Важно понимать, что это приблизительное значение. В отличие от пределов прочности и текучести, не существует опубликованных значений прочности на сдвиг или требований к спецификациям ASTM. Институт промышленного крепежа (Дюймовые стандарты крепежа, 7-е изд.2003. B-8) утверждает, что прочность на сдвиг составляет примерно 60% от минимальной прочности на разрыв. Дополнительные сведения см. В разделе часто задаваемых вопросов по вопросам прочности болтов на сдвиг.

Написанный 10 октября 2011 г. , г. с изменениями на 1 декабря 2017 г.

01.12.2017

.

Как определить размер резьбы болта — прочность и конструкция резьбы болта

О резьбе болта

Может быть необычно думать о болтах и ​​гайках как о передовой технологии, но по крайней мере 1800 лет эти крепежные элементы были ничем иным, как. До промышленной революции за каждое механическое преимущество отвечали шесть классических машин. Из шести оригинальных машин винты, вероятно, были изобретены последними, но также и самыми революционными.

Их можно использовать для линейной транспортировки объектов или для перекачивания жидкостей, как в знаменитом винтовом насосе Архимеда. Винты были эффективны как редукторы в червячных передачах. Самое главное, они могли надежно и качественно собирать материалы.

Легко утверждать, что болты и гайки сегодня столь же высокотехнологичны. В конце концов, большинство сложных машин — это гибриды простых машин. Теперь, после столетий практики металлообработки, резьбовые крепежные детали производятся с точностью до допусков и должны отвечать строгим требованиям сегодняшнего рынка высокой эффективности и производительности.Таким образом, болты становятся все более специализированными и стандартизированными, и конца этому не видно.

Различия между современными болтами и гайками выходят далеко за рамки размеров. Вы знаете разницу между накатанной резьбой и нарезанной резьбой? А как насчет классов подгонки резьбы? Метрическая резьба против унифицированного стандарта резьбы? Или грубая нить против тонкой?

Что еще более важно, знает ли ваш поставщик разницу и может ли он разработать оборудование для ваших конкретных приложений? Мы делаем это в Bayou City Bolt, и позвольте нам помочь вам и вашей компании с любыми вашими потребностями в болтах.От, винты с головкой под торцевой ключ, шестигранные и тяжелые болты с шестигранной головкой и многое другое.

Производство резьбы

Даже на техническом языке часто не делается различия между винтами и болтами. На самом деле эти термины использовались до появления резьбовых крепежных изделий с механической обработкой, поэтому они часто используются как взаимозаменяемые. Органы по стандартизации пришли к выводу, что эти застежки различаются не спецификациями или методом производства; скорее так, как они используются.Как указано в справочнике Machinery’s Handbook и ASME B18, винты представляют собой крепежные детали с внешней резьбой, которые сопрягаются с внутренней резьбой или могут проходить сквозь материалы для сборки компонентов. Для установки или снятия винта к головке крепежа прикладывают крутящий момент. Болты также имеют внешнюю резьбу, но они удерживаются на месте при приложении крутящего момента к гайке. Совместимая внутренняя резьба должна иметь ту же геометрию, что и резьба на болте.

Невооруженным глазом может показаться, что все резьбы застежек сделаны одинаково.Фактически, для изготовления резьбы используются два метода — накатка и нарезание, которые влияют на функциональность крепежа. Для резки требуется пустой стержень, диаметр которого точно соответствует спецификации болта, а лишний материал вырезается из заготовки для создания резьбы. Это приводит к увеличению диаметра до начала резьбы. Все стандартные размеры болтов и типы резьбы могут быть изготовлены путем нарезания. Как правило, болты и винты с нарезанной резьбой имеют лучшую прочность на сдвиг, но также более сложны в производстве и более дороги.

Для изготовления накатанной резьбы используется заготовка, диаметр которой немного меньше заданного конечного диаметра. Заготовка деформируется штампами для создания спиральных пиков и впадин, которые охватывают стержень болта. В результате получается крепеж с более гладкой резьбой, который также весит меньше, чем нарезанные болты того же размера. Эти застежки обработаны холодным способом, отчего нити упрочняются. В целом прокатка — это быстрый, эффективный и менее затратный метод нарезания резьбы на заготовках. Существуют некоторые ограничения, такие как ограничения по длине резьбы и диаметру болтов, а некоторые материалы слишком твердые для холодной обработки штампами.Два типа конструкционных болтов, A325 и A490, не могут быть прокатаны из-за этих ограничений.

Эти условия означают, что накатанная резьба подходит для большинства применений, поскольку она дешевле и в среднем на 7% прочнее нарезанной резьбы. В то время как холодная обработка приводит к упрочнению минимального диаметра, резка истирает его и ослабляет поверхность материала. Обычно единственный случай, когда нарезанная резьба явно ищется, — это когда указанные материалы слишком трудно наматывать.

Стандартизация крепежных изделий

В 19, ^и веках индустриализация и развитие механической обработки привели к массовому производству и распространению крепежных изделий.Конкурирующие болты одного размера с несовместимой резьбой приводили к проблемам взаимодействия, особенно с импортным оборудованием. Потребовалось глобальное событие грандиозных масштабов (Вторая мировая война), чтобы способствовать международному сотрудничеству в области стандартизации болтов. Канада, США и Соединенное Королевство не смогли отремонтировать танки и машины друг друга во время войны, поэтому в 1949 году они приняли Унифицированный стандарт резьбы (UTS), который определял критерий резьбы с использованием дюймовых размеров. Между тем, метрическая система набирала популярность в Европе и Азии, что привело к тому, что Великобритания отказалась от UTS и вместо этого приняла метрическую систему.Сегодня Канада и США остаются единственными рынками с высокой концентрацией оборудования UTS. Согласно ISO, мировая популярность оборудования делится на 60% в метриках, 31% на UTS и 9% на другие категории.

Имея самую большую долю рынка, метрические болты определить легче всего. Номиналы начинаются с буквы М, а цифра сразу после нее указывает диаметр болта в миллиметрах. Метрическая резьба крепежа также указывается в соответствии с шагом резьбы, который представляет собой расстояние между соседними резьбами, опять же в миллиметрах.Это представлено последней цифрой в обозначении метрического болта. Например, болт с маркировкой M10 x 1,5 представляет собой метрический болт с диаметром 10 мм и 1,5 мм между резьбой.

Таблица размеров резьбы

Подгонка резьбы определяет допуски между выступами и впадинами (вершинами и впадинами) сопрягаемых резьбовых деталей. В метрических описаниях посадка резьбы классифицируется по цифровой и буквенной системе; меньшие числа обозначают резьбу с более высокой точностью, а буквы обозначают положение допуска.В некоторых случаях оборудование может быть помечено двумя наборами размеров резьбы. Первая метка представляет собой делительный диаметр (воображаемый диаметр, при котором резьба обрезается наполовину — расстояние равно от большого и малого диаметров), а вторая представляет собой диаметр вершины, который является меньшим диаметром на внутренней резьбе и большим диаметром на внешней резьбе. Например, болт 4G5G будет иметь внутреннюю резьбу с шагом 4 и внутреннюю резьбу с шагом 4 класса. Когда уровни высоты тона и гребня одинаковы, обозначения упрощаются; болт 4G4G вместо этого будет обозначен как 4G.Резьба с более высоким допуском устанавливается быстрее и лучше подходит для размещения таких покрытий, как фиксатор резьбы.

Диаметр Тип	Внутренняя резьба	Наружная резьба
Шаг	Пять типов: 4 класс, 5 класс, 6 класс, 7 класс, 8 класс	Семь типов: степень 3, степень 4, степень 5, степень 6, степень 7, степень 8, степень 9
Крест	Пять типов: 4 класс, 5 класс, 6 класс, 7 класс, 8 класс	Три типа: 4 класс, 6 класс, 8 класс

Кроме того, позиции допуска могут быть следующих типов.Строчные буквы обозначают внешнюю резьбу, а прописные буквы обозначают внутреннюю резьбу.

Резьба	Классы позиции допуска
Внутренний	G, H
Внешний	E, F, G, H

По сравнению с UTS, метрическая резьба 6g будет очень похожа на болт 2A UTS с точки зрения посадки резьбы.

Для болтов

UTS, диаметр которых меньше 1/4 дюйма, предоставляются номера калибров, но размеры в дюймах используются между размерами от 1/4 до 1 дюйма. Второе число болта UTS обозначает резьбу на дюйм (TPI). Болты UTS размером от №0 до №10 имеют две возможные конфигурации TPI (грубую и мелкую), а диаметры №12 и выше могут иметь две или три конфигурации TPI (грубую, мелкую и сверхтонкую). Например, болт UTS, обозначенный № 3-48, представляет собой болт калибра 3 или винт с 48 резьбой на дюйм, а винт 1 / 4-20 имеет диаметр 1/4 дюйма и 20 витков резьбы на дюйм.

Резьбовая посадка также важна для винтов и болтов UTS. Оборудование с неплотной посадкой лучше подходит для применений, требующих быстрой сборки и разборки, но прецизионная посадка (класс 3) лучше всего подходит для высокоточных, высокопрочных соединений и жестких условий окружающей среды, таких как болты с головкой под торцевой ключ в двигателе. Потоки класса A используются для внешних потоков, а потоки класса B — для внутренних потоков.

Класс резьбы	Допуск	Приложение
1A	1.50% делительный диаметр	Только для быстрой и легкой сборки и разборки; редко используемый.
1Б	1,50% делительного диаметра	Только для быстрой и легкой сборки и разборки; редко используемый.
2А	1,10% делительный диаметр	Приемлемо для большинства применений: наиболее распространенный класс болтов UTS
2Б	1.10% делительный диаметр	Приемлемо для большинства применений: наиболее распространенный класс болтов UTS
3A	0,80% делительного диаметра	Высокоточные, высокопрочные приложения; безопасность.
3Б	0,80% делительного диаметра	Высокоточные, высокопрочные приложения; безопасность.

Органы по стандартизации потратили огромные усилия на классификацию шага резьбы, поскольку он определяет область растягивающего напряжения резьбы, которую можно определить с помощью этого уравнения. Напряжение коррелирует с TPI болта.

As = π / 4 X (D — (.938194 X p)) ²

Где:

As: зона растягивающего напряжения

D: диаметр болта

p: 1 / ниток на дюйм (TPI)

Например, давайте сравним площадь растягивающего напряжения двух винтов.Первый — винт 3 / 4-10 UNC.

.3382 = π / 4 X (.75- (938194 x (1/10))) ²

Второй винт имеет такой же диаметр, но другой TPI; это винт 3 / 4-16 UNF.

,3754 = π / 4 x (0,75 — (0,938794 x (1/16))) ²

Как показывает уравнение, именно винт с большим TPI имеет большую площадь растягивающего напряжения.

Как определить толщину резьбы

Наконец, резьба как на метрических, так и на UTS-крепежах также подразделяется на грубую, тонкую и сверхтонкую.Типы резьбы UTS обычно обозначаются как UNC (Unified Coarse), UNF (Unified Fine) или (Unified Extra Fine (UNEF). Нет никакой разницы в качестве изготовления между грубыми, мелкими и сверхтонкими типами резьбы, но есть различия в том, как они трудоустроены.

Грубая резьба толще и прочнее, чем метизы с мелкой резьбой. Крепежи с крупной резьбой также можно установить быстрее. Например, 3 / 4-10 UNC требует 10 оборотов для установки 1 дюйма оси болта, тогда как 3 / 4-16 UNF потребует 16 оборотов.Крупная резьба обеспечивает зазор для покрытия резьбы и снижает вероятность истирания. Маловероятно, что эта резьба откроется, если болт изготовлен из мягкого материала.

Тонкую и сверхтонкую резьбу можно исследовать вместе. Их меньший шаг и больший TPI означают лучшую прочность на разрыв, а больший малый диаметр обеспечивает лучшую прочность на сдвиг. Меньшие углы винтовой линии резьбы также обеспечивают превосходную устойчивость к вибрации в крепежных изделиях с мелкой резьбой, что очень важно. Тонкие материалы подходят для тонкой и сверхтонкой резьбы.Они также более полезны для точных приложений.

На основании этих подробных стандартов 91% резьбовых крепежных изделий относятся к одному из этих обозначений.

Метрическая
Диаметр (мм)	Крупный шаг	Мелкий шаг (и сверхмелкий, если применимо)
1	.25	,2
1,2	,25	,2
1,4	,3	,2
1,6	,35	.2
1,8	,35	,2
2	,4	,25
2,5	,45	,35
3	.5	,35
3,5	,6	,35
4	,7	,5
5	,8	.5
6	1	,75
7	1	,75
8	1,25	1 (0,75)
10	1.5	1,25 (1)
12	1,75	1,5 (1,25)
14	2	1,5
16	2	1.5
18	2,5	2 (1,5)
20	2,5	2 (1,5)
22	2,5	2 (1,5)
24	3	2
27	3	2
30	3.5	2
33	3,5	2
36	4	3
39	4	3
42	4.5	3
45	4,5	3
48	5	3
52	5	4
56	5.5	4
60	5,5	4
64	6	4

ОТС
Диаметр (номер калибра или дюйм)	Грубый	Тонкий TPI	Экстра тонкий TPI
# 0	н / д	80	н / д
# 1	64	72	н / д
# 2	56	64	н / д
# 3	48	56	н / д
# 4	40	48	н / д
# 5	40	44	н / д
# 6	32	40	н / д
# 8	32	36	н / д
# 10	24	32	н / д
# 12	24	28	32
1/4	20	28	32
5/16	18	24	32
3/8	16	24	32
7/16	14	20	28
1/2	13	20	28
9/16	12	18	24
5/8	11	18	24

.Болт

Анализ прочности на сдвиг — Портлендский болт

Во-первых, в отличие от пределов прочности и текучести, не существует опубликованных значений прочности на сдвиг или требований к спецификациям ASTM. Институт промышленных креплений (Inch Fastener Standards, 7-е изд. 2003 г. B-8) утверждает, что прочность на сдвиг составляет примерно 60% от минимальной прочности на разрыв.

«В качестве эмпирического руководства можно принять, что прочность на сдвиг крепежных деталей из углеродистой стали составляет примерно 60 процентов от их минимальной прочности на растяжение.Например, винт с шестигранной головкой класса 5 по SAE имеет заданный минимальный предел прочности на разрыв 120 000 фунтов на квадратный дюйм. Следовательно, для целей проектирования его прочность на сдвиг можно разумно принять равной 70 000 фунтов на квадратный дюйм ».

Быстрый совет: Инструкции по расчету прочности для болта см. В разделе Расчет текучести и прочности на разрыв.

Важно понимать, что некоторые импортные крепежные детали, например, шурупы со стягивающими головками, обычно не имеют классификации. Поскольку они не производятся по какой-либо конкретной марке, невозможно определить какие-либо связанные с ними прочностные характеристики, если вы не проверили их прочность в лаборатории.Для применений, в которых происходит сдвиг в части без резьбы, для расчета значения следует использовать номинальный диаметр. Принимая во внимание, что если область сдвига находится в резьбовом сечении, следует использовать меньший диаметр.

AISC предоставляет опубликованные значения для конструкционных болтов ASTM A325 и A490, перечисленные в спецификациях для зданий из конструкционной стали в таблице J3.2 (16.1-104, 13-е изд.) (16.1-120, 14-е изд.).

Несмотря на то, что таблица прочности по классам не содержит информации о прочности на сдвиг, она показывает требования к прочности общих технических характеристик строительных крепежных изделий классов ASTM и SAE.

Написанный 7 августа 2007 г. , г. изменено 10 сентября 2015 г.

10.09.2015

https://www.portlandbolt.com/about/team/greg-lindsay/ Грег Линдсей

Телефон: 800.599.0565
Электронная почта: [email protected]

Portland Bolt .

Расчет прочности на сдвиг класса 8

Обычный вопрос, который мы задаем здесь, в Portland Bolt, касается прочности болтов на сдвиг. Прочность на сдвиг — это значение, при котором поперечное напряжение на болте или винте приводит к его разрушению. Это важный фактор, который следует учитывать при проектировании соединений конструкционной стали или дерева. Прочность на сдвиг также легко вычислить, если известен предел прочности на разрыв.

Ниже приводится стенограмма недавнего живого чата на нашем веб-сайте, посвященного сопротивлению сдвигу. Чат был организован нашим собственным датчанином Маккинноном и служит хорошим примером того, какой ответ вы можете ожидать, когда задаете нам вопрос. Ниже мы заменяем имя клиента на общее имя, чтобы защитить его конфиденциальность.

• Посетитель: Генри
• Оператор: Дейн Маккиннон
• Компания: Portland Bolt
• Начато: 26 Янв 2010 12:07:57
• Завершился: 26 Jan 2010 12:22:18

Генри:
Какова прочность на сдвиг болтов класса 8 1/4 ″ — 1 ″

Звонок принял Дейн Маккиннон.В настоящее время в комнате: Дэйн Маккиннон, Генри.

Дейн Маккиннон:
Добрый день, Генри. Прочность на сдвиг обычно составляет 60% от прочности на разрыв , а минимальная прочность на разрыв болта класса 8 составляет 150 000 фунтов на квадратный дюйм. У нас есть ответы на часто задаваемые вопросы по этому вопросу здесь: https://www.portlandbolt.com/technical/faqs/bolt-shear-strength-considerations

Генри:
Каким образом все болты класса 8 имеют одинаковую прочность на разрыв?

Dane McKinnon:
Все они имеют одинаковую прочность на разрыв на квадратный дюйм.Более крупные имеют большее поперечное сечение материала и, следовательно, они прочнее. Чтобы рассчитать предел прочности при растяжении определенного размера, вам нужно умножить 150000 фунтов на квадратный дюйм на площадь растягивающего напряжения, указанную здесь: https://www.portlandbolt.com/technical/thread-pitch-chart/

Генри:
Спасибо

Генри отключен от сети и не может отвечать. В настоящее время в комнате: Дэйн Маккиннон.

Дейн Маккиннон покинул беседу. В настоящее время в номере: комната пуста.

У вас есть собственный вопрос, связанный с болтами? Попробуйте нашу функцию живого чата и быстро получите ответ.

Написанный 24 февраля 2010 г., , г. изменено 27 октября 2014 г.

27.10.2014

.