Высокопрочные болты: особенности и область применения

Классы прочности болтов и маркировка – таблица

Класс прочности болта – технико-эксплуатационная характеристика, которая отражает предельную нагрузку на металлоизделие при скреплении деталей, показывает устойчивость к деформациям, ударам и разрыву.

Классы прочности отражают предельную нагрузку при скреплении деталей.

По ГОСТу 1759.4-87 (ISO 898.1-78) метизы подразделяются на 11 групп: 3.6; 4.6; 4,8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9.

Чем выше значение, тем большее усилие способен выдержать крепеж, тем он прочнее и выносливее.

К категориям от 3.6 до 6.8 относят болты, предназначенные для эксплуатации в легких конструкциях, 8.8-12.9 – высоконадежные.

Механические свойства крепежей в зависимости от показателя прочности представлены ниже в таблице:

Что наносится на шапку болта

На стандартном болте, сделанном по ГОСТ 7798-70, есть маркировка.

В нее входят:

1. Класс прочности. Определяет степень нагрузки и сферу применения.
2. Клеймо завода-изготовителя. Позволяет идентифицировать компанию, занимающуюся производством метизов.
3. Стрелка. Указывает на левостороннюю резьбу.

Стандартное расположение маркировки на болтах
Обозначения наносят на верхнюю часть головки. Они бывают выпуклыми и углубленными. Геометрию определяет производитель.

На болтах и винтах диаметром более 6 мм маркировка обязательна. На крепежах меньших размеров номер не ставят.

На стандартном болте есть маркировка с классом прочности.

На деталях малого размера или нестандартной формы применяют символы из циферблатной системы.

Расшифровка знаков на болтах из нержавеющего металла:

1. Обозначение марки аустенитной стали:
   А2 – устойчивость к воздействию воды;
2. А4 – стойкость к солям, щелочам, кислотам.
3. Граница прочности – 50, 60, 80, что соответствует 500, 600, 800 МПа и классам 5.6(8), 6.6(8), 8.8.

Возможно заводское клеймо.

Изделия из мартенситного сплава маркируют аналогично углеродистым, при этом цифры внизу подчеркнуты. Стандартом разрешено не ставить точку в обозначении.

В БВП знаки указывают согласно ГОСТ 52644-2006.

В качестве примера: D 11.14 8.8 S ХЛ, где:

• D – идентификатор производителя;
• 11.14 – номер плавки;
• 8.8 – граница прочности;
• S – болт с 6-гранной увеличенной шляпкой;
• «ХЛ» – климатическое исполнение (холодный регион).

Изделия из мартенситного сплава имеют заводское клеймо.

Условные обозначения на шпильки наносят, если диаметр резьбы превышает 12 мм.

Требования по ГОСТу

Метизы должны соответствовать прописанным в ГОСТах размерам, механическим свойствам, классу точности, нормам качества, не иметь крупных дефектов и следов коррозии.

На чертежах и в спецификациях инженеры отмечают болты строго по стандарту.

Маркировочные обозначения

Если вы не профессиональный строитель, не стоит углубляться в дебри классификаций болтов. Важно знать, что, как уже было сказано, цифры на головке болта значат класс прочности. Обычно это две цифры, написанные через точку, например, 3.6 или 10.9.

Первая цифра обозначает нагрузку на резьбовое соединение, которое может выдержать метиз. Если точнее, то это одна сотая номинальной величины предела прочности метиза на разрыв. Измерение осуществляется в МПа.

Пример: если на болте вы видите 8.8, это значит, что предел прочности болта на разрыв будет 8×100 = 800 МПа.

Следующая цифра указывает на отношение предела текучести к пределу прочности, умноженному на десять. Из двух цифр вы сможете вычислить предел текучести материала. Для этого их умножают друг на друга, а потом — еще на десять.

Пример: возвращаемся к тем же самым 8.8. 8×8 х 10 = 640 Н/м.

Важно понимать, что предел максимальной рабочей нагрузки болта и есть предел текучести. Рассчитывая соединение болтом по заданной нагрузке, используют коэффициент 0,5-0,6 от предела текучести. К примеру, если болт М14 класса прочности 8.8 имеет площадь сечения около одного квадратного сантиметра, а диаметр тела — около 12 мм, то предел его прочности на разрыв будет 8 тонн, предел текучести — 6,4 тонны, а расчетная нагрузка 6,4×0,5 = 3,2 т.

Маркировка болтов из нержавеющей стали

Среди обозначений на болте, сделанном из нержавеющей стали, на первое место ставят маркировку самой стали, А2 или А4. Следом идет предел прочности, например, 50, 60, 70 и т. д. Эти числа также обозначают одну десятую от предела прочности углеродистой стали, измеряемых в МПа.

Что такое предел текучести и как его определить

Предел текучести σт – критическая нагрузка на разъемное соединение, при которой наступает необратимый процесс разрушения конструкции без увеличения воздействующей силы.

На параметр влияет температура. При ее повышении σт понижается.

Для расчета показателя существуют 2 формулы:

1. По временному сопротивлению на растяжение: 1-ю цифру в обозначении класса прочности умножают на 100, затем умножают на 2-ю цифру, результат делят на 10. Так, для метизов группы 5.8 σт=400 МПа (5х100х8:10=400).
2. По классу прочности: 1-ю и 2-ю цифры умножают друг на друга, затем на 10. Для категории 5.8: σт=400 МПа (5х8х10=400).

Пределом текучести называется критическая нагрузка на разъемное соединение.

Чем выше предел текучести, тем дольше деталь способна находиться в состоянии напряжения, противодействовать динамическим и стационарным силам. При подборе крепежа учитывают 2- или 3-кратный запас прочности.

Что такое килоньютоны

Минимальные разрушающие нагрузки для болтов – это внешние негативные силы, способные спровоцировать невосстанавливаемые деформационные процессы в соединении. Единицей измерения силы является Ньютон (Н), который приблизительно соответствует массе 0,1 кг. Таким образом, 1Кн (1000 Н) можно сопоставить массе 100 кг. Если в таблице «Разрушающие нагрузки для болтов» для крепежного элемента с резьбой М10 и классом прочности 6.8 указана минимальная разрушающая нагрузка 34,8 Кн, это означает, что данный метиз способен выдержать статическую нагрузку до 34,8*100 = 3480 кг или 3,48 тонны.

Класс прочности и марка стали

На качество изделий влияет содержание углерода в сплаве. С уменьшением количества вещества повышаются надежность, твердость и прочность детали.

Болты выпускают:

• низкой прочности – из Ст 10, 20;
• средней – из стали до 0,4% углерода (У4);
• высокой – из конструкционных низко-, среднеуглеродистых и легированных сталей с упрочняющими добавками.

Необходимые свойства достигаются в результате термообработки (закалки) в электропечах. Каленый сплав отличается высокими эксплуатационными характеристиками.

Наиболее распространенные марки для изготовления БВП – Ст30ХГСА; Ст35; Ст35Х; Ст35ХГСА; Ст38ХА; Ст40Х; Ст40Х «Селект»; Ст20Г2Р.

Стали для изготовления болтов

Для изготовления высокопрочных крепежей используют легированную углеродистую сталь повышенной прочности и стойкости. Специальные технологии изготовления включают в себя горячую или холодную высадку заготовок, значительно повышают уровень прочности. Обязательная термообработка в электропечах наделяет изделие антикоррозийными свойствами, многократно повышает прочность, продлевает срок эксплуатации.

Прочность узкоспециализированных болтов

Для БВП узкоотраслевого назначения предусмотрены отдельные стандарты и требования. Крепежи изготавливают увеличенными.

Характеристика, определяющая прочность металла, – напряжение, соответствующее максимальному усилию и предшествующее разрыву.

К группе специализированных БВП относят мостовые, башмачные, анкерные, железнодорожные болты и т. д.

Некоторые из них предназначены для эксплуатации в сложных и экстремальных условиях, имеют маркировку:

• «ХЛ» – для сурового климата с температурой до -60°С;
• «У» – для областей со средним холодным (умеренным) режимом до -40°С.

Механические свойства прописаны в ГОСТ 22353-77, Р 52644-2006, 24379.1-80.

Класс точности болты, гайки, А, В, С высокопрочный крепеж

Крепеж изготовливают грубой, нормальной и повышенной точности или классов точности С, В и А соответственно.
Каждый класс точности имеет свои допуска изготовления.

Для нерасчетных монтажных соединений следует применять крепеж класса точности С, а для соединений, воспринимающих расчетные усилия — крепеж класса точности В и А.

Класс точности болтов, гаек А,В,С высокопрочный крепеж:

Крепеж класс точности С

Болты, гайки класса точности С ставят в отверстия, диаметр которых на 2…3 мм больше диаметра стержня болта. При этом достигается легкость постановки болтов в отверстия с некоторым несовпадением стенок отверстий смежных соединяемых элементов конструкции. При приложении к такому соединению внешнего усилия имеют место значительные перемещения, обусловленные разностью в диаметрах болта и отверстия, а также неодновременностью вступления в работу всех болтов соединения. По этой причине болты класса точности С ставятся конструктивно без расчетов.

Крепеж класс точности В

Болты, гайки класса точности В устанавливают в отверстия, диаметр которых на 1- 1,5 мм больше диаметра стержня болта. Поэтому такие соединения менее деформативны по сравнению с соединениями на болтах класса точности С и требуют более высокой точности при образовании отверстий в соединяемых элементах конструкций.

Крепеж класс точности А

Болты, гайки класса точности А устанавливают в отверстия, которые просверлены на проектный диаметр в собранных элементах и их диаметр больше диаметра стержня болта на 0,25 — 0,30 мм, а сами болты имеют только минусовой допуск на диаметр стержня. Такие болты и гайки изготовляют точением и поэтому имеют высокую стоимость. При приложении нагрузки к такому соединению все болты практически одновременно вступают в работу и поэтому соединение малодеформативно, однако требует высокой точности исполнения отверстий в соединяемых деталях.
Как купить болты, гайки А, В, С высокопрочный крепеж по низким ценам:

• заполните простую форму «Оформить заказ» вверху страницы;
• позвоните по телефону +7;
• отправьте заявку на электронную почту;

Доставка по РФ: Москва, Санкт-Петербург, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Брянск, Владимир, Волгоград, Вологда, Воронеж, Екатеринбург, Иваново, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Калуга, Киров, Кострома, Краснодар, Курган, Курск, Липецк, Омск, Оренбург, Пенза, Пермь, Псков, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Саранск, Саратов, Севастополь, Симферополь, Смоленск, Ставрополь, Тамбов, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Уфа, Челябинск, Ярославль и др.

Представленная на данном сайте информация содержит каталог справочной информации о более 3000 наименованиях металлоизделий, носит информационный, ознакомительный характер, может быть применена в разных областях деятельности предприятий.

Виды крепления болтов

Резьбовые соединения конструктивно отличаются друг от друга.

Болтовое

Болт – деталь, снабженная головкой и резьбой на разных концах. Резьба необходима для навинчивания гайки. Головку подхватывают снаружи гаечным ключом.

Для установки метиза на соединяемых поверхностях высверливают отверстия большего диаметра. С торцевой стороны снимают фаску.

Болтовое крепление легко заменить при обрыве.

Недостаток соединения – требует много места, что приводит к увеличению габаритов и веса конструкции.

Достоинство – легкая замена при обрыве.

Винтовое

Винт ввертывают в корпус специальным торцевым инструментом. Головка бывает разной формы, в т. ч. 6-гранной. Главное отличие – малая площадь установки.

Отрицательный момент: при монтаже резьба часто повреждается, извлечь часть крепежа трудно. Поэтому винтовое соединение не применяют при многократном монтаже/демонтаже.

С помощью шпилек

Шпилька – крепежное изделие цилиндрической формы без головки, на концах которого имеется резьба одинакового диаметра. На одной стороне выполнена тугая нарезка. Другой конец необходим для установки гайки.

Крепление с помощью шпилек востребовано при частой сборке конструкции.

Элемент востребован при частой сборке/разборке конструкции и установке в труднодоступных местах. Шпилька может гнуться и терять прочность. От сильных нагрузок резьба часто срывается.

Для чего нужна таблица

При разработке и реализации резьбовых соединений для конструкций и деталей важно добиться оптимального сочетания прочности, типоразмера и стоимости крепежа. Нецелесообразно устанавливать слишком большой или чрезвычайно прочный дорогой болт, который, безусловно, сформирует сверхнадежное и долговечное соединение, но при этом значительно увеличит вес или стоимость соединительного узла.

Именно таблица позволяет выбрать крепежные изделия, которые наилучшим образом сочетают в себе нужный показатель устойчивости к разрушению, компактный размер и рациональную себестоимость.

Соединение болтов с помощью резьбы

Классификация резьб:

• метрическая;
• дюймовая;
• трубная цилиндрическая;
• коническая;
• прямоугольная;
• трапецеидальная;
• упорная;
• стандартизированная круглая.

Метрическая резьба – основной тип резьбового соединения. Ее параметрами являются номинальный диаметр и шаг резьбы в миллиметрах, устанавливаемые ГОСТ 8724-81.

Соединение болтов с помощью резьбы является надежным и технологичным.

Достоинства:

• надежность;
• многофункциональность;
• технологичность;
• возможность регулировки силы сжатия;
• наличие широкой номенклатуры изделий.

Недостаток – склонность к самоотвинчиванию.

Маркировка прочности гаек

Для гаек характерны те же самые правила, что и для болтов. Сама маркировка расположена по борту гайки. Она подается в сокращенном виде, поэтому полное обозначение нужно смотреть на упаковке.

Первым делом, идет наименование изделия, затем класс точности. Но он, однако, указывается далеко не всегда, так как в конце описания идет госстандарт, согласно которому изготовлен этот тип гайки, где и прописана вся нужная информация. Далее указан тип резьбы: К — коническая, Т — трапециевидная, М — метрическая. Здесь же прописан диаметр гайки в миллиметрах. Иногда в этом месте также дают шаг резьбы в миллиметрах, который указывается только в тех случаях, если резьба очень мелкая и направление резьбы, если оно левое.

Следом идет класс прочности и значение покрытия в микронах, указываемое в виде цифры от единицы до тринадцати. И наконец, государственный стандарт, о котором уже упоминалось выше.

Гайки имеют семь классов прочности: 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12. Как и в случае с болтом, класс прочности обозначает одну сотую предела прочности, что является рекомендуемым значением для равномерного распределения давления на крепеж.

Но есть и отличия от маркировки болтов: указанные классы прочности годятся только для стандартных и высоких гаек. На боку низкой гайки вы увидите другие обозначения: 04 и 05. Они говорят, что этот метиз не предназначен для высоких нагрузок.