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.
