Класс прочности болтов: маркировка, виды по гост

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.

Фото болтов

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.

На фото — гайки для болтов

Как узнать?

Главные параметры для измерения размеров креплений — это длина, толщина и высота. Чтобы определить данные параметры, нужно сначала визуально понять, какой тип болта имеется. Диаметр крепежа можно измерить с помощью штангенциркуля или шаблонной линейки. Измерение точности проводится комплектом калибровки ПР-НЕ — проход-не проход, то есть одна составляющая навинчивается на анкер, вторая – нет. Длина также измеряется штангенциркулем или линейкой.

Измерения винтов имеют обозначения:

М — резьба;
D — размер диаметра резьбы;
P — шаг резьбы;
L —размер болта (длина).

Диаметр резьбы измеряется аналогично измерению параметров болта. Диаметр резьбы гаек определить сложнее. Обычно маркировка характеризует наружный диаметр болта, который будет ввинчиваться в гайку, то есть отверстие гайки будет меньше. Точность диаметра можно измерить также с помощью набора ПР-НЕ. Здесь стоит помнить о том, что размер гайки может быть уменьшенным, нормальным и увеличенным.

Во время стройки соединение конструкций в основном происходит при помощи болтовых соединений. Главное их преимущество — это несложный монтаж, особенно если брать для сравнения сварочные соединения. Формулы, применяющиеся для подсчета соединения на разрыв, зависят от материала основания (бетон, сталь, растворы и комбинации материалов).

Главное условие установки крепежей — это выдержка болтами общей конструкции. Самая высокая несущая способность у анкеров из легирующей стали повешенного качества. Сила дополнительных воздействий может быть динамической, статической и максимальной. Масса дополнительной нагрузки не превышает 25% от силы разрыва стержня болта.

Способ крепления болтами стал очень популярным в современном мире

Опираясь на все характеристики, можно выделить моменты, на которые стоит обратить особое внимание при выборе:

сфера деятельности, где будет применяться крепление;
конструкция головки;
используемый материал;
прочность;
есть ли дополнительное защитное покрытие;
маркировка по ГОСТ.

В следующем видео вас ждет дополнительная информация о классах прочности в маркировке болтов.

5 Как выполняется натяжение болтов?

Усилие при натяжении ВПБ может регулироваться несколькими способами. Мы приводим их ниже:

По числу ударов гайковерта.
По осевому натяжению крепежного изделия.
По углу поворота гайки.
По моменту закручивания.

Здесь нужно знать, что вне зависимости от варианта затяжки высокопрочного крепежа обязательно необходимо использовать стяжные болты. На начальном этапе натяжения головку ВПБ следует придерживать. Сам процесс выполняется от самого жесткого участка соединения либо от его середины. Для натяжения болта на определенное усилие пользуются динамометрическим ключом. Этот инструмент позволяет четко определять момент (коэффициент) затяжки соединения.

Порядок натяжения соединения динамометрическим ключом таков:

производится стягивание пакета стяжными изделиями;
все болты (в том числе и стяжные) затягиваются на заданное усилие;
пробки выбиваются, на их место монтируются ВПБ.

После этого установленный крепеж затягивается до отказа ключом. Болты М24 часто натягиваются посредством гайковерта, который тарируется по повороту гайки на определенный угол. Такой инструмент позволяет получить момент закручивания не ниже 1600 Нм. Тарировку приспособления для болтов М24 осуществляют перед началом выполнения работ. Описанный гайковерт может снабжаться сменными конусными головками. Они имеют повышенный вес. За счет этого удается снижать потери мощности от скручивания. Большой вес головок – это не единственная их особенность. Кроме того, их обязательно подвергают термообработке. Причем выполняется она так, чтобы сменные приспособления имели твердость по шкале HRC в пределах 35–45 единиц.

Натяжение выспокопрочных болтов

Болты М24 могут затягиваться не одним ключом, а сразу двумя. Такая методика дает возможность получать максимально точный момент закручивания. Используется она достаточно часто. В данном случае первым ключом (его называют малым) создают момент закручивания не более 200 Нм. После этого берут второй инструмент (большой). И уже этим ключом выполняют финальную затяжку. Он обеспечивает момент закручивания на уровне 1600 Нм. Натяжение высокопрочных болтов М20, М16, М30 и так далее (всех, кроме М24) осуществляют в большинстве случаев с ориентиром на осевое усилие. Операция выполняется электрическим либо пневматическим ключом. Его обязательно тарируют перед сборкой металлоконструкции.

Металлические конструкции

Сфера применения металлических конструкций чрезвычайно широка. Они используются практически во всех зданиях гражданского и промышленного назначения, для возведения инженерных сооружений. Без них не обойтись тогда, когда нужно соорудить большие пролеты на значительной высоте и испытывающие немалые нагрузки. Чаще всего металлические конструкции применяются в производственных зданиях, при строительстве эстакад, мостов, мачт и башен. Их также активно используют для создания каркасов многоэтажных зданий, а также в разнообразных листовых конструкциях.

У металлических конструкций есть множество достоинств, благодаря которым их можно столь широко и успешно применять в строительстве.

Ключевым фактором, который обеспечивает высокую степень надежности металлоконструкций, является то, что реальные значения такой их важнейшей характеристики, как распределение напряжений и деформаций, практически совпадают с расчетными. Сталь и алюминиевые сплавы различных марок, из которых изготавливают металлические конструкции, очень однородны по своей структуре. Кроме того, они также имеют очень близкие к расчетным показатели упругопластической и упругой работе этих материалов.

Изготовлением разнообразных металлических конструкций, используемых при строительстве, занимается немало промышленных предприятий. Те из них, которые оснащены современным высокопроизводительным оборудованием, изготавливают изделия с высокой степенью готовности. Что касается установки металлических конструкций, то эта процедура отличается высокой технологичностью и осуществляется персоналом специализированных организаций с использованием современной техники.

Проектирование металлических конструкций осуществляется с учетом предъявляемых к ним технологических требований и требований, касающихся монтажа. Кроме того, оно производится с использованием самых современных и эффективных методик, которые обеспечивают минимизацию трудоемкости этого процесса.

После того как металлические конструкции, предназначенные для использования в качестве элементов каких-либо строительных объектов, изготовлены на предприятии, их необходимо доставить непосредственно на место монтажа или же целиком, или же по частям (так называемыми отправочными элементами). Для этого используют специализированные транспортные средства.

Долговечность металлических конструкций определяется сроками их морального и физического износа. Длительность последнего связана, прежде всего, с процессами электрохимической коррозии. Для того чтобы обеспечить защиту металла от нее, сейчас используют самые передовые технологии обработки, а также новейшие лакокрасочные и полимерные покрытия.

Вне зависимости от того, для чего именно предназначена та или иная металлическая конструкция и в какой именно степени она загружена и функциональна, она должна обладать гармоничными (с точки зрения эстетики) формами. Это требование является наиболее существенным для тех металлоконструкций, которые используются при строительстве различных общественных зданий и сооружений.

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:

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

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.

2 Требования Госстандарта Р 52644–2006 – вес, длина, сечение ВПБ

ВПБ выпускаются с диаметром резьбы М16, М20, М24, М30, М36, М42, М48, классами прочности – 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Длина болтов варьируется в пределах 40–300 мм. Вес изделий зависит от их длины и диаметра. Он колеблется в достаточно широких пределах. Вес 1000 штук ВПБ М16 равняется 116–514 кг, М20 – 204–804 кг, М24 – 377–1210 кг. Масса болтов М30–М42 изменяется от 633 до 3830 кг. А вот вес 1000 ед. М48 равняется 2495–5002 кг. Изделия высокой прочности производятся со специальным покрытием либо без такового. Толщина дополнительно слоя регламентируется ГОСТ. Для метизов М16 она должна быть не выше 25 мкм, для М20 – 30, для М24 – 40, М30–М48 – не более 50 мкм.

Высокопрочные болты М 20

Теоретический вес 1000 единиц ВПБ, который мы указывали выше, рассчитывается для изделий без специального покрытия. Высокопрочные метизы обязаны изготавливаться с постоянным уровнем качества резьбовой поверхности. Это является гарантией требуемого обеспечения затяжки соединений, выполняемых посредством ВПБ. Уровень качества обуславливается показателем закручивания (так называемый коэффициент или момент затяжки). Его величина зависит от типа смазки и дополнительного покрытия болтов. Высокопрочные изделия с произвольным покрытием должны иметь коэффициент закручивания в пределах 0,11–0,2. Метизы со стандартной смазкой и покрытием – 0,14–0,2. Проверяют коэффициент закручивания по Госстандарту Р 52643.

ВПБ чаще всего выпускаются из сталей 40Х и 40Х Селект. Второй из указанных сплавов по своему химическому составу является максимально качественным. Он, по сути, представляет собой выборку из нескольких партий 40Х. Сплавы с маркировкой Селект имеют стабильные механические показатели. Достигаются они именно за счет проведения выборки. Болты из стали 40Х Селект используются для соединения конструкций высокой степени ответственности (эксплуатируемых в особых условиях, имеющих большой вес). В остальных случаях применяются ВПБ из обычных сплавов 40Х. Выборка стали 40Х Селект осуществляется непосредственно на литейном производстве.

Покрытие описываемых болтов бывает следующих видов:

электролитическое кадмиевое;
электролитическое цинковое;
горячее цинковое.

Маркировка высокопрочных болтов по ГОСТ 22353-77

Строго говоря, ГОСТ 22353-77 сегодня уже утратил силу в Российской Федерации. Вместо него болты теперь делают по ГОСТу Р 52644-2006, о котором мы скажем чуть ниже.

Но, поскольку изготовленные по этому ГОСТу болты все еще встречаются на практике, давайте посмотрим, какая выполнялась на них маркировка, и что она означает.

Состоит она из двух частей: в верхней части — какие-то буквенные символы, снизу — цифры.

Так что же означают цифры и буквы на головке болта по ГОСТ 22353-77?

1. Буквенное обозначение вверху, которое идет первым — это клеймо завода изготовителя (D, OC, L, Ч, WT, и др.)

2. Ряд цифр следом за буквами — временное сопротивление болта в МПа, деленное на 10

3. Климатическое исполнение ХЛ (для холодного климата)

4. Номер плавки.

Если резьба на болте левая, то такой болт дополнительно маркируется стрелкой (против часовой), если резьба правая, то никакой стрелкой болт не маркируется.

3 Как производится маркировка резьбовых соединений?

Маркировка болтов осуществляется с учетом требований DIN, ANSI/ISO и других стандартов, о которых мы говорили выше. На головку изделия наносят:

класс прочности материала, из которого изготавливается болт;
клеймо производителя;
стрелку левой резьбы (правая резьба никак не маркируется).

Указанные знаки могут быть выпуклыми либо углубленными. А их величина определяется на заводе, который выпускает болты.

Класс прочности изделий из углеродистых сталей указывается в виде двух цифр, разделенных точкой – 3.6, 10.9, 8.8 и так далее. Первая цифра показывает, какую нагрузку может выдержать соединение. Вторая является отношением, умноженным на 10, двух пределов – текучести и прочности. Так, если вы видите маркировку на болтах – «8.8», это означает, что при нагрузке более 8 тонн на квадратный сантиметр они порвутся.

Фото маркировки болтов из углеродистых сталей

Метизы из нержавеющей стали маркируются следующим образом: А2 (А4) – 50 (80, 60). А2 либо А4 – это марка стали (А4 устойчива против щелочей, солей и воздействия кислот, А2 – водоустойчивая), а число – показатель предела прочности болта.

Крепеж, изготавливаемый из мартенситных сталей с малым содержанием углерода, маркируется аналогично изделиям из углеродистой стали. Но в данном случае цифры подчеркиваются – 10.9 (допускается не ставить точку между цифрами – 109).

На фото — маркировка болта из мартенситной стали

В чем же отличаются болты высокой прочности от обычных?

Все элементы крепления обязаны соответствовать классу прочности указанному в действующих стандартах ГОСТ. Существует 11 маркировочных категорий класса прочности. Маркировочные цифры обозначают прочность. Умножая на 100 первую цифру — получим предельную прочность. Умножая на 10 вторую цифру – получим соотносимый предел прочности в процентной ставке.

Высокопрочные болты подразумевают продукт класса 9.8, 10 и выше. Главным отличием обычных и болтов с максимальным классом прочности, является физическая и механическая особенность, которая дает возможность крепежам воспринимать тяжелую нагрузку. Эксплуатация высокопрочных болтов может проходить в условиях сурового климата (Маркирование «ХЛ»), при средней холодной температуре (Маркирование «У»). Болты производятся с резьбой м12 – м36.

Критерии выбора высокопрочного крепежа

Тип, размер и класс прочности крепежных изделий должен соответствовать проектной документации.
Замену одних деталей крепления на другие вправе производить только специалист после проведения соответствующих нормативных расчетов.
Крепежные изделия должны быть равны или превышать по прочности материал конструкции.
Несущая способность БВП должна соответствовать поставленной задаче, а антикоррозийная защита соответствовать эксплуатационным условиям.
Необходимо учитывать совместимость металла конструкции и метиза во избежание гальванической коррозии.
Не стоит покупать высокопрочные метизы у поставщиков с сомнительной репутацией.
Перед покупкой желательно провести визуальный контроль для выявления возможных дефектов.

Высокопрочные болты, винты и шпильки – это особый вид метизов, на которые возлагается большая ответственность за надежность и долговечность автомобилей, станков, грузоподъемной техники, мостов, эстакад, портовых сооружений, спортивных арен, других масштабных строительных объектов. сотрудничает только с ответственными производителями, на предприятиях которых исследуется состав поступающего сырья, а каждая партия готового крепежа проходит испытания, установленные действующими стандартами. Кроме того, в собственной лаборатории «Крепком» осуществляется входной контроль поступающей продукции на соответствие стандартным прочностным показателям.

Высокопрочка 29.09.2020 13:57:13

Описание

На высокопрочные болты есть официальный действующий ГОСТ 52644-2006. В данном акте нормируются:

габариты болтов;
длина резьбы такого крепежа;
вариации конструктивных элементов и исполнений;
коэффициенты закручивания;
теоретическая масса каждого изделия.

На них распространяется еще и стандарт DIN 6914. По умолчанию это изделие имеет шестигранную головку под ключ. Оно предназначается для высоконапряженных стальных соединений. Диаметр крепежа может составлять от М12 до М36. Их размер колеблется от 3 до 24 см.

Такие болты могут использоваться в машиностроении, в двигателестроении. Они пригодятся еще и для участков, где действует сильная вибрация; их можно, наконец, использовать в строительных конструкциях различного рода. Большую роль, однако, играет правильно выбранное усилие затягивания. Слишком слабый нажим часто приводит к преждевременному разрушению соединения, слишком сильный — способен навредить крепежу или соединяемым конструкциям.

Крепеж: болты

Уважаемый Vadim_Omsk! Вы несколько не точно описываете процесс цементации и термообрвботки:

— цементация — процесс используемый для деталей из низкоуглеродистых сталей, которые не закаливаются вообще. Суть процесса — детали нагревают в неком ящичке с некой химией состоящей в основном из углерода и за счет диффузии углерода поверхностный слой детали превращается из неуглеродистой стали (практически чистого железа) в углеродистую сталь. Толщина такого слоя от нескольких микрон до долей миллиметра в зависимости от длительности процесса. Смысл процесса — сделать детали из самой дешевой стали, но придать детали стойкость к истиранию, сама деталь под твердой корочкой остается сырой и низкопрочной, т.к. низкоуглеродистая сталь не закаливается вообще. Некоторые японские конторы (а япошки любят экономить) делают подобным образом распредвалы (описывать технологию нагрева которая при закалке практически не ведет к искривлению валов я здесь не буду), высокая прочность распредвалу по всей толщине не нужна, а поверхность (цементированная) по которой катаются всякие коромысла, рокера и т.д. твердая и поэтому обычно служит долго. Если вал сильно старый или цементированный на не достаточную толщину и цементированный слой истерся (это случится при качественной цементации через сотни тысяч км.) то дальнейший износ такого вала идет буквально на глазах — я видел распред вал от Мазды с выработкой около сантиметра, естественно клапана уже почти не открывались и мотор едва работал……

— Никакие детали в солях не калят. Все виды стали калят или в воду (обычно простые углеродистые стали), или в масло (обычно легированные хромосодержащие стали и иные виды сталей которые легко закаливаются) — это дает меньшую скорость охлаждения по сравнению с водой (другая теплоемкость). Кстати некоторые стали с большим содержанием хрома уже слегка закаливаются при охлаждении даже на воздухе. Если сталь при закаливании слишком быстро охлаждать, то есть риск что деталь треснет (поэтому сталь с большим содержанием хрома на воду обычно не калят).

Солевой расплав в термообработке используется для изоляции деталей от атмосферы в процессе нагрева перед закалкой, это важно когда надо избежать обезуглероживания (выгорания углерода в поверхностных слоях металла, а железо без углерода не закаливается вообще). Это важно при изготовлении деталей у которых надо сделать закалку не только на большую глубину, но и сохранить твердость поверхности — пример таких деталей: подшипники качения (шариковые и роликовые), режущий инструмент

Нагрев в солевых расплавах зто только одна из многих технологий избежать взаимодействия поверхностей ответственных деталей с воздухом в процессе нагрева. Есть еще нагрев в среде защитных газов, нагрев токами высокой частоты (очень быстрый, при котором окисление поверхности детали просто не успевает произойти).

В термообработке есть еще такая операция — «отпуск». При закаливании получить нужную твердость практически не возможно, она получается больше необходимой. Что бы получить нужную твердость детали нагревают до некоторой температуры (меньшей чем необходимая для закаливания) и твердость детали начинает сравнительно медленно снижаться, что делает возможным спокойно привести твердость к нужной величине.

Если Вас интересуют конкретные температуры, то Вы можете посмотреть диаграммы состояний для различных сплавов (не только сталей) в любом учебнике по металловедению….

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.

Применяемое обозначение винтов имеет следующие особенности:

Расшифровать класс прочности 10 или 9 достаточно просто. Применяемые правила маркировки позволяют упростить поставленную задачу по выбору подходящих крепежных элементов.
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.
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:

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.
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.