Клас міцності болтів - ГОСТ 7798-70, маркування, види, позначення

1. Важливість правильного вибору кріплення
2. Класи міцності різьбових кріпильних виробів
3. Маркування болтів по класу їх міцності
4. Особливості з'єднання за допомогою різьблення
5. Види нарізного кріплення
6. Як правильно затягувати і відкручувати болт

Наши партнеры ArtmMisto

Кріпильні елементи, представлені на сучасному ринку у великій різноманітності, використовуються як для простого з'єднання елементів різних конструкцій, так і для збільшення їх надійності та здатності переносити значні навантаження. Від того, з якою метою планується використовувати ці елементи, залежить клас міцності болтів, які необхідно вибрати.

Болт шестигранний оцинкований з гайкою

Важливість правильного вибору кріплення

Болти, що випускаються сучасною промисловістю, можуть значно відрізнятися по класах своєї міцності, що залежить переважно від марки стали , Яка була використана для їх виготовлення. Саме тому вибирати болти, які відповідають тому чи іншому класу, слід виходячи з того, для вирішення яких завдань їх планується використовувати.

Наприклад, для з'єднання елементів легкої ненагруженной конструкції підійдуть болти нижчого класу міцності, а для кріплення відповідальних конструкцій, що експлуатуються під значними навантаженнями, необхідні високоміцні вироби. Найбільш примітними з таких конструкцій є баштові і козлові крани, відповідно, болти, що відрізняються найвищою міцністю, стали називати «крановими». Характеристики таких кріпильних елементів, які використовуються для з'єднання елементів найвідповідальніших конструкцій, регламентуються вимогами ГОСТ 7817-70. Такі болти роблять з високоміцних сортів сталі, що також обумовлюється в нормативному документі.

Кріпильні елементи, як відомо, бувають декількох видів: болти, гайки, гвинти, шпильки. Кожне з таких виробів має своє призначення. Для їх виготовлення використовуються стали різних класів міцності. Відповідно, буде відрізнятися і маркування болтів, а також кріпильних елементів інших типів.

Класи міцності різьбових кріпильних виробів

Клас міцності гайок, гвинтів, болтів і шпильок визначено їх механічними властивостями. За ГОСТ 1759.4-87 (ISO 898.1-78) передбачено поділ кріпильних елементів по класах їх міцності на 11 категорій: 3.6; 4.6; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.

Правила розшифровки класу міцності болтів досить прості. Якщо першу цифру позначення помножити на 100, то можна дізнатися номінальне тимчасовий опір або межа міцності матеріалу на розтяг (Н / мм2), якому відповідає виріб. Наприклад, болт класу міцності 10.9 матиме міцність на розтягнення 10 / 0,01 = 1000 Н / мм2.

Помноживши друге число, що стоїть після крапки, на 10, можна визначити, як співвідноситься межа плинності (таку напругу, при якому у матеріалу починається пластична деформація) до тимчасового опору або до межі міцності на розтяг (виражається у відсотках). Наприклад, у болта класу 9.8 мінімальна межа плинності становить 8 × 10 = 80%.

Болт з циліндричною головкою і внутрішнім шестигранником

Межа плинності - це таке значення навантаження, при перевищенні якої в матеріалі починаються не підлягають відновленню деформації. При розрахунку навантажень, які будуть впливати на різьбовій кріплення, закладається дво- або навіть триразовий запас від межі текучості.

Високоміцні болти, тимчасовий опір у яких дорівнює або більше 800 МПа, використовуються не тільки для кріплення елементів кранових конструкцій, але і при будівництві мостів, при виробництві сільськогосподарської техніки, в залізничних з'єднаннях і для вирішення ряду інших завдань. Високоміцні болти відповідають класу 8.8 і вище, а гайки - 8.0 і вище.

Параметром, який визначає, який клас міцності буде у болтів, є не тільки марка стали, але і технологія, по якій вони виготовлені. Болти, що відносяться до категорії високоміцних, переважно виготовляються за технологією висадки (холодної та гарячої), різьблення на них формують накаткой на спеціальному автоматі. Після виготовлення вони піддаються термообробці, потім на них наноситься спеціальне покриття.

Болт з шестигранною головкою і фланцем

Автомати з холодною і гарячою висадці, на яких виготовляються болти високих класів міцності, можуть бути різних марок, деякі моделі дозволяють виробляти від 100 до 200 виробів в хвилину. Сировиною для виробництва є дріт з низьковуглецевої і легованої сталі , Вміст вуглецю в якій не перевищує 0,4%.

Основними марками сталі, використовуваними для виробництва таких кріпильних елементів, є 10КП, 20КП, 10, 20, 35, 20Г2Р, 65Г, 40Х. Необхідні механічні властивості цих високоміцних болтів надаються і за допомогою термічної обробки, що проводиться в електропечах, в яких створюється спеціальна захисна середовище (з її допомогою вдається уникнути обезуглероживания стали).

Різні типи болтів виготовляються і з вуглецевої сталі, при цьому виходять вироби, що відносяться до різних класів міцності. Застосовуючи різні технології виготовлення і термічну обробку (загартування), з однієї марки стали можна отримувати болти, що відносяться до різних класів міцності.

Розглянемо, наприклад, сталь 35, з якої можна виготовити болти наступних класів міцності:

• 5.6 - болти виготовляють на токарних або фрезерних верстатах методом точіння;
• 6.6 і 6.8 - такі елементи кріплення виготовляють за технологією об'ємного штампування , Для чого використовують висадочні преси;
• 8.8 - такий клас міцності можна отримати, якщо піддати болти загартуванню.

Основні марки стали, що застосовуються при виробництві болтів

Наведена таблиця дозволяє ознайомитися з найбільш популярними марками сталей, що використовуються для виробництва кріпильних виробів. Якщо до характеристик останніх пред'являються особливі вимоги, то в якості матеріалу виготовлення виступають і інші марки сталей.

Класифікація болтів, що відносяться до категорії високоміцних, включає в себе вузькоспеціалізовані вироби, використовувані в окремих галузях промисловості. Характеристики таких герасимкових кріпильних елементів обумовлюються окремими нормативними документами.

Так, вимоги до високоміцних болтів, головка «під ключ» у яких має збільшені розміри, використовуваним при зведенні мостів, обумовлюються радянським ГОСТ 22353-77 (ГОСТ Р 52644-2006 - російський стандарт). Міцність, зазначена в цих нормативних документах, відповідає тимчасовому опору на розрив (кгс / см2). Фактично цей показник відповідає межам міцності.

Класифікація болтів вузькоспеціалізованого призначення також має на увазі їх поділ за варіантами виконання. Так, розрізняють наступні категорії болтів.

1. Види болтів з виконанням «У», які можуть експлуатуватися при температурах, що доходять до -40 градусів Цельсія. Що важливо, буква «У» не вказується в позначенні таких виробів.
2. Вироби з виконанням «ХЛ», які можуть використовуватися в ще більш жорстких температурних умовах: від -40 до -65 градусів Цельсія. В позначенні таких виробів вказується клас їх міцності, після якого йдуть літери «ХЛ».

Параметри високоміцних болтів

У таблиці вказані параметри, яким відповідають високоміцні болти. Для того щоб виготовити кріпильні елементи з ще більш високими характеристиками міцності, використовуються такі сорти сталей: 30Х3МФ, 30Х2АФ, 30Х2НМФА.

Маркування болтів по класу їх міцності

Система маркування болтів, значення якої можна подивитися в спеціальних таблицях, щоб визначити, який саме тип кріплення вам підійде, розроблена Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO). Всі стандарти, розроблені за радянських часів, а також сучасні російські нормативні документи, ґрунтуються на принципах даної системи.

Обов'язковому маркуванню підлягають болти і гвинти, діаметр яких становить понад 6 мм. На кріпильні вироби меншого діаметра маркування наноситься за бажанням виробника.

Маркування не наноситься на гвинти, що мають хрестоподібний або прямий шліц, а вироби, що мають шестигранний шліц і будь-яку форму головки, маркуються обов'язково.

Не підлягають обов'язковому маркуванню також нештампованних болти і гвинти, які виготовлені гострінням або різанням. Маркування на такі вироби наноситься тільки в тому випадку, коли цього вимагає замовник подібної продукції.

Стандартне розташування маркування на болтах

Місцем, на яке наноситься маркування болта або гвинта, є торцева або бічна частина їх головки. У тому випадку, якщо для цієї мети обрана бокова частина кріпильного вироби, маркування повинно наноситися поглибленими знаками. Опукла маркування по висоті не повинна перевищувати:

• 0,1 мм - для болтів і гвинтів, діаметр різьблення яких не перевищує 8 мм;
• 0,2 мм - для кріпильних виробів, діаметр різьблення яких знаходиться в інтервалі 8-12 мм;
• 0,3 мм - для болтів і гвинтів з діаметром різьблення більше 12 мм.

Геометрію різних видів нарізного кріплення регламентують окремі ГОСТи. Як приклад можна розглянути вироби, що випускаються по ГОСТ 7798-70. Такі болти з головкою шестигранного типу, що відносяться до категорії виробів нормальної точності, активно використовуються в різних сферах діяльності.

ГОСТ 7798-70 обумовлює як технічні характеристики таких болтів, так і їх геометричні параметри. З матеріалами ГОСТ 7798-70 можна ознайомитися нижче.

Особливості з'єднання за допомогою різьблення

1. Надійність за рахунок використання спеціальної метричної різьби і універсальності профілю. Численні дослідження підтверджують, що при правильно обраному класі міцності болта, а також моменті затягування таке з'єднання витримує великі навантаження, а також надійно захищене від самовідкручування.
2. Витримування поперечних і осьових навантажень. Виготовлені зі спеціальних марок сталі, болти добре протидіють навантажень в будь-якому напрямку.
3. Нескладний монтаж і демонтаж конструкцій. Незважаючи на те, що через деякий час відкрутити різьбове з'єднання буває непросто (через корозію металу), за допомогою спеціальних розчинників це зробити цілком реально.
4. Невелика вартість робіт, яка значно нижче витрат на зварювання. Багато конструкцій зводяться сьогодні з використанням болтів, оскільки це вимагає менше часу і сил.

Потрібно відзначити, що невеликим недоліком нарізного сполучення можна вважати сильну концентрацію напруги в місці западини профілю самої різьблення. З цієї причини маркування болта повинна бути підібрана правильно, в точній відповідності з навантаженням, яку відчуває деталь. Це дозволить зменшити ризик як самовідкручування при слабкій затягуванні, так і розриву гайки / зрізання різьблення внаслідок екстремальної напруги.

Болт лемішні з потайною головкою

Не потрібно забувати, що сьогодні також активно застосовуються всі можливі засоби стопорения, включаючи контргайки і пружинні шайби.

Види нарізного кріплення

Для виконання нарізного сполучення потрібні як мінімум дві деталі, одна з яких має зовнішню, а інша - внутрішнє різьблення. Існує кілька конструкційних різновидів різьблення.

болтове

В з'єднуються деталях свердлити наскрізні отвори, після чого всередину вставляється болт, який затягується з іншого боку гайкою.

гвинтове

У такому типі з'єднання роль гайки виконує сама деталь, в якій попередньо висвердлюється отвір, потім наноситься різьблення, після чого за допомогою болта або гвинта кріпиться інша деталь. Якщо застосовувати саморізи, то свердлити попередній отвір не обов'язково, оскільки деталь при закручуванні сама автоматично робить різьблення.

За допомогою шпильок

Один кінець такої шпильки вворачивается в вузлову деталь, а на другий спеціальним чином накручується підходяща гайка.

Шпилька з угвинчуваним кінцем

Як правильно затягувати і відкручувати болт

Найчастіше при затягуванні болтових з'єднань на різних конструкціях в домашньому господарстві використовуються звичайні гайкові ключі - торцеві, ріжкові і накидні. Однак в такому випадку точно визначити момент затяжки важко, тому в промисловому виробництві і ремонтних майстерень досвідчені слюсарі застосовують спеціальні динамометричні ключі або пневматичні гайковерти, головне достоїнство яких - можливість виставляти необхідний рівень затяжки, що залежить від типу механізму.

Щоб відкрутити болт, використовують ті ж самі ключі, однак в старих конструкціях найчастіше болти сильно «прикипають» до гайки через корозію. Для безпечного відкручування застосовують кілька простих способів:

• використання проникаючої мастила WD-40 аерозольного типу;
• невелике постукування по іржавому болта молотком для руйнування іржі в профілі нарізного сполучення;
• невеликий проворот гайки в сторону закручування (всього на кілька градусів).

Різьбові з'єднання застосовуються в багатьох конструкціях і механізмах, оскільки на практиці довели свою високу надійність і ефективність. Правильно підібраний тип болта, закручений на необхідний момент затягування, здатний справлятися з навантаженням на протязі всього терміну експлуатації механізму.