Контроль качества болтов

Конструктивные требования к болтовым соединениям

Расчет сварных, клепочных и резьбовых соединений ведется исходя из условий работы соединения, конкретного соединения и входящих в него элементов, поэтому формулы расчетов в каждом случае будут отличаться. Если вам нужны Т-образные болты, то рекомендуем перейти на сайт магазина benmet.ru.

Перечислим основные конструктивные требования, которые предъявляются к болтовым соединениям, полный перечень приведен в двух сводах правил СП 16.13330.2017 и СП 70.13330.2012:

• болты в соединениях применяются согласно приложению Г СП 16.13330.2017, критериями для выбора выступают расчетная температура, характер работы (на растяжение, срез. В отдельную таблицу вынесены фундаментные болты и условия их применения, где также важна расчетная температура;
• в стыках и узлах болты должны размещаться на минимальных расстояниях друг от друга, конструктивные соединительные болты размещают на максимальных расстояниях;
• болты применяются по классам точности, так класс А применяют если отверстия уже просверлены под нужный проектный диаметр в уже собранных элементах, либо если они будут выполняться по кондукторам в отдельных элементах, либо если выполнен меньший диаметр в собранных элементах и последующая рассверловка позволит установить болт класса А; класс точности болтов Б применяют в конструкциях в пределом текучести менее 375 МПа; если соединение преимущественно работает на растяжение, то применяют либо высокопрочные болты либо болты класса точности В;
• избегают применения болтов с различным диаметром при работе соединения на срез;
• на рабочих чертежах приводят указания по мерам против самоотвинчивания, к примеру вторые гайки или пружинные шайбы;
• диаметр отверстий для болтов также определяется по таблицам, приведенным в своде правил;
• запрещено использование болтов и гаек, на которых нет маркировки производителя с указанием класса прочности.

Шайбы на болты устанавливаются согласно СП 70.13330.

Болтовые соединения четко регламентируются на всех этапах, от производства до технологического осмотра в процессе эксплуатации. Следование всем правилам на этапе проектирования и строительства обеспечивает надежное болтовое соединение, которое соответствует всем конструктивным требованиям.

Расчет нагрузки на болт

Маркировка головки болта обычно содержит следующие данные: — клеймо завода изготовителя (JX, THE, L, WT, и т.п.); — класс прочности; — стрелка «против часовой стрелки» (если левая резьба).

Первая цифра обозначает номинальное временное сопротивление (предел прочности на разрыв): 1/100 Мпа (1/100 Н/мм2; ~1/10 кг/мм2). Пример: (класс прочности 9.8) 9*10=900 Мпа (900 Н/мм2; 91,71 кг/мм2).

Вторая цифра обозначает процентное отношение предела текучести к временному сопротивлению (пределу прочности на разрыв): 1/10%. Пример: (класс прочности 9.8) 9*8=720 Мпа (720 Н/мм2; 73,37 кг/мм2).

Значение предела текучести — это максимально допустимая рабочая нагрузка болта, при превышении которой происходит невосстанавливаемая деформация. При расчётах нагрузки используют 1/2 или 1/3 от предела текучести, с двукратным или трёхкратным запасом прочности соответсвенно.

По действующей международной классификации к высокопрочным болтам относятся изделия, временное сопротивление которых больше или равно 800 Мпа (800 Н/мм2; 81,52 кг/мм2). Соответсвенно начиная с 8.8 для болтов и 8 для гаек.

Примеры текучести материала

Примером может послужить обычная кухонная вилка. Изогнув её в одном направлении, можно получить совершенно другой предмет, значит нарушилась ее текучесть, что привело к деформации. Материал при этом только деформировался, но не сломался, что свидетельствует о большой степени упругости стали. Вывод: максимальная прочность намного выше текучести.

Другое кухонное оборудование, например нож, сломается при попытках изменить его форму. Вывод: у ножа одинаковая сила текучести и прочности, такое изделие можно назвать хрупким, несмотря на то, что оно изготовлено из стали.

Аналогичным практическим примером может послужить вкручивание гайки: сам болт увеличивает длину только после определенного действия над ним. При неблагоприятном исходе эксперимента может состояться срыв резьбы на креплении.

Можно просмотреть тематический ролик, который покажет способ испытания болтов.

Процент удлинения — это среднестатистический показатель, который демонстрирует длину деформированной детали еще до начало поломки. Образно, можно называть такого рода болты гибкими, имея ввиду именно способность к удлинению.

Техническая терминология на этот счет довольно простая: относительное удлинение — это не что иное, как процент увеличения образца по сравнению с первоначальным размером.

Класс точности

Размеры соединяемых деталей должны быть достаточно точными, чтобы они удовлетворяли трем основным требованиям:

• детали должны функционировать надлежащим образом;
• детали должны подходить друг к другу, чтобы изделие можно было собрать;
• детали должны быть заменяемыми, например, для выполнения последующего технического обслуживания и ремонта.

Выполнение этих требований достигается путем применения в процессе изготовления допустимых изменений размеров, т. е. допусков.

Основные требования к геометрическим размерам и допускам, приведены:

• на крепеж, выполненный в соответствии с ГОСТ в ГОСТ 1759.1-82«Болты, винты, шпильки, гайки и шурупы. Допуски, методы контроля размеров и отклонений форм и расположения поверхностей»;
• на болты, винты, шпильки и гайки, выполненные в соответствии с международными стандартами, в ISO 4759-1:2000«Допуски на крепежные изделия. Часть 1. Болты, винты, шпильки и гайки. Изделия классов точности А, В и С»;
• на шайбы, выполненные в соответствии с международными стандартами, в ISO 4759-3:2000«Допуски на шайбы. Часть 3. Изделия классов точности А и С».

Суть этих требований сводится к тому, что геометрические параметры, такие как габаритная длина (высота), длина резьбовой части, диаметры резьбы (наружный, средний, внутренний), шаг резьбы, размер под ключ, фаски, радиусы и др. должны находится в поле допусков установленных для определенного класса точности. Указанные выше нормативные документы устанавливают три основных класса точности:

• A — повышенный класс точности;
• B — нормальный класс точности;
• С — грубый класс точности.

Решение о применении крепежа того или иного класса точности должно приниматься на основании произведенных расчетов с учетом эксплуатационных требований и особенностей конструкции

Важно помнить, что крепежные изделия более высокого класса точности не могут быть заменены на крепежные изделия классом точности ниже, желательно использовать крепеж только требуемого класса точности

Метизную продукцию класса точности С устанавливают в отверстия, диаметр которых на 2—3 мм больше диаметра стержня болта или винта. В этом случае проще соединять два элемента конструкции с небольшим несовпадением отверстий крепления. 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 элементов соединения. По этой причине крепеж класса точности С ставится конструктивно без расчетов.

Метизная продукция с классом точности В устанавливают в отверстия, диаметр которых на 1—1,5 мм больше диаметра стержня болта или винта. Поэтому такие соединения менее деформативны по сравнению с соединениями из элементов крепежа класса точности С и требуют более высокой точности при образовании отверстий в соединяемых элементах конструкций.

Крепеж класса точности А устанавливают в отверстия, которые просверлены на проектный диаметр в собранных элементах и их диаметр больше диаметра стержня болта или винта на 0,25—0,30 мм. 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.

Болт с квадратным подголовком

Болты с квадратным подголовком обычно используются для скрепления металла и дерева или скрепления двух деревянных балок вместе. Некоторые из них специально разработаны таким образом, что используются для крепления двух разных металлов.

Этот тип болта отличается от других болтов своей грибовидной головкой. Он имеет квадратное поперечное сечение чуть ниже головы, а затем круглое. Это делает болт самоблокирующимся, когда он вставлен в отверстие квадратного поперечного сечения.

Изображение: Болты с квадратным подголовкомИзображение кредита: «Резьбовой» by Тад Зайдович под лицензией CC BY 2.0

Крепеж в несущих алюминиевых конструкциях

1. Типы соединений в алюминиевых конструкциях

В несущих алюминиевых конструкциях наиболее часто применяются такие механические крепежные изделия как болты, алюминиевые или стальные. В некоторых случаях могут применяться сплошные заклепки, однако в настоящее время они считаются устаревшими и неэкономичными. Вместе с тем, в тонкостенных конструкциях, стальных и алюминиевых, широко применяют специальные заклепки различных конструкций, например, так называемые вытяжные заклепки (см. раздел 4).

По сравнению со сварными соединениями механический крепеж имеет то преимущество, что при его применении для алюминиевых конструкций не происходит никакой потери прочности из-за нагрева. Более того, механический крепеж легко применятся непосредственно на строительной площадке, а сварка — это заводская операция. Поэтому для несущих алюминиевых конструкций болтовые соединения являются основными.

Европейские правила выполнения соединений в несущих алюминиевых конструкциях изложены в Еврокоде 9 (Eurocode 9: Design of aluminium structures — Part 1-1: General structural rules).

2. Алюминиевые болты

Алюминиевые болты имеют одно преимущество по сравнению со стальными болтами. Они не меняют степень затяжки болтового соединения при изменениях температуры из-за температурного расширения, как это может быть со стальными болтами. Материал алюминиевых болтов должен соответствовать материалу соединяемых компонентов.

Следующие важные моменты надо иметь в виду при работе с алюминиевыми болтами на алюминиевых конструкциях:

• Чрезмерно высокое давление на поверхность алюминия при затяжке болтового соединения можно избежать путем установки под головку и гайку шайб из алюминиевого сплава повышенной прочности.
• Когда болты ослабевают и снова затягиваются, то резьба в алюминиевом компоненте или самом алюминиевом болте быстро изнашивается. В таких случаях рекомендуется применять вставки, как это показано на рисунке 3.
• В соединениях, которые подвергаются воздействию влаги, болты должны быть загерметизированы.

3. Стальные болты в алюминиевых конструкциях

Стальные болты в алюминиевых конструкциях, которые подвержены воздействию наружных климатических условий и других коррозионных сред должны быть защищены от коррозии. Например, стальные болты могут иметь цинковое покрытие, электролитическое или горячего окунания. Однако, любое цинковое покрытие имеет весьма короткий срок службы. Поэтому становится все более обычным применять в алюминиевых конструкциях болты из нержавеющих сталей. Чтобы избежать чрезмерного поверхностного давления стальные болты обычно устанавливают со стальными же шайбами, как под головкой болта, так и под шайбой.

4. Алюминиевые сплошные заклепки

Когда в несущих алюминиевых конструкциях применяют сплошные алюминиевые заклепки (рисунок 4), то их устанавливают в холодном состоянии. В отличие от сплошных заклепок горячей установки, сплошные заклепки холодной установки не сокращаются в размерах и поэтому не прижимают соединяемые листы или профили друг к другу. Это означает, что заклепки холодной установки нагружаются в соединении точно также как и болты без контролируемого натяжения (см. раздел 2).

Изготовление

В качестве сырья для изготовления данных крепежных изделий используется конструкционная углеродистая сталь марки Cт.35. Но в ГОСТ 13152 отдельно сказано, что допускается применять сталь иных марок, при условии, если уровень их механических свойств не ниже, чем у Cт.35. Таким образом, не противоречит положениям данного нормативного документа производство болтов с T-образной головкой из нержавеющей стали A4 и A2.

Производство данных метизов осуществляется по двум технологиям штамповки – холодной, а также горячей. Для примера рассмотрим последовательность этапов первого метода.

• Специальная катанка размещается в печи и пребывает там на протяжении 30 часов
• Затем для удаления ржавчины она подвергается обработке серной кислотой.
• После промывки водой на поверхность катанки наносится фосфат. Так предотвращается процесс коррозии во время, предшествующее формовке.
• Далее осуществляется покрытие сырья смазкой, и оно отправляются под пресс.
• Собственно, процедура штамповки: проволока прокатывается через технологические пресс-формы и нарезается на заготовки нужной длины. В результате формируются стальные цилиндры идеально круглой формы.
• Заготовки проходят ряд прессов для создания Т-образной головки и, если требуется – подголовка.
• На резьбовом конце делается скошенная кромка.
• Нанесение резьбы производится также холодной штамповкой посредством валиков.

Повышение антикоррозионных характеристик конечного продукта достигается нанесением слоя цинка на поверхность изделия. Выполняется эта процедура одним из двух методов оцинкования – холодным либо горячим.

Условия эксплуатации болтов с T-образной головкой требуют, чтобы они характеризовались высокой устойчивостью к истиранию. Для этого такой крепеж подвергается процедуре термообработки, и он должен соответствовать по показателю «прочность» классу не ниже 4.8.

Перед сдачей произведенных изделий на склад готовой продукции осуществляется произвольная выборка нескольких штук для сверки длины и характеристик резьбы.

Важные параметры болтов

Основными отличиями болтов друг от друга являются:

• Размер и форма головки;
• Форма цилиндрической части;
• Типу и шагу резьбовой нарезки;
• Прочность;
• Материал изготовления.

Форма и размеры головки

В зависимости от сферы использования и применения в различных конструкциях, такие метизы могут иметь круглую, квадратную или овальную форму головки. Но самой популярной формой этой части болта является шестигранник. Благодаря головкам таких форм легче производить сборку винтового соединения.

Также существуют специальные формы головок: полукруглые, потайные, с отверстием (рым-болты), откидную, в форме вилки и т.п. Кроме различия форм, они могут иметь разные размеры.

Форма стержня

Стержни болтов тоже имеют различную форму. Они могут иметь резьбовую нарезку по все длине или только его части. Диаметр гладкой части может превышать диаметр резьбовой части и т.п. Болты со ступенчатым стрежнем применяются для создания тяжелонагруженных соединений. Но самыми популярными являются такие крепежные изделия с одинаковым размером резьбовой нарезки и остальной части метиза.

Тип и шаг резьбы

Резьба у болтов может иметь различный шаг, сторону, профиль и другие разновидности. Самыми важными параметрами резьбовой нарезки является ее профиль и размер.

Класс прочности и материалы изготовления

Под классом прочности резьбовых соединений подразумевается лимит прочности изделия на разрыв. Класс прочности этих метизов зависит от механических свойств изделия и делится на 11 категорий. По большому счету этот параметр определяется материалом изготовления болтов. Они могут быть изготовлены из:

• Обыкновенных сталей;
• Конструкционных легированных и низколегированных сталей;
• Нержавеющих обычных и жаропрочных сталей;
• Латуни, меди, титана и титановых сплавов.

Типы болтов

Это распространенный многогранный крепежный элемент. Чаще всего его используют в тяжелых, массивных конструкциях, например, при строительстве автомобильных или железных дорог, мостов. Конструктивные элементы болта такие же, что и у похожего метиза – винта. Это, прежде всего, цилиндрический стержень, на который нанесена резьба. Увенчивает его головка разных модификаций. Болты, как правило, формируют соединение, проходя скрепляемые элементы насквозь, а удерживается конструкция с помощью дополнений – гаек и контргаек. Такой механизм называется болтовым соединением и не дает возможности проворота крепежа. Поэтому и используется в конструкциях, где требуется повышенная прочность. Сам элемент может быть различных размеров, классов прочности. Изготавливается как правило из легированных сталей, оцинковывается.

Типы болтов выделяются, исходя из формы и назначения изделий. По первому пункту насчитывается несколько десятков видов данного крепежа. В классификации основную роль играют элементы болта, а именно многообразие среди головок. По такому принципу выделяют следующие метизы.

С шестигранной головкой, полной (по всему стержню) или неполной (присутствующей на трети тела) резьбой, с гайкой для крепления. Это, можно сказать, самый узнаваемый вид болтов. Может иметь прямой шлиц, фланец. Шесть граней головки позволяют использовать гаечные ключи.

Болт с потайной головкой, которая при закрутке становится вровень с рабочей поверхностью. Может иметь шлиц, ус, высокий квадратный подголовок. Используется в производстве мебели, машиностроении.

С полукруглой головкой с неполной резьбой, усом или квадратным подголовком.

Откидной болт, с помощью которого соединяются детали конструкций в строительстве, машиностроении. Элементы болта специфичны: головка круглая с ушком либо головка-вилка, (не)полная резьба.

Рым-болт служит для поднятия или опускания грузов, также для удержания тяжелых предметов на высоте. Высокопрочен. Состоит из стержня с полной резьбой и головки в виде кольца (рыма).

Анкерный болт (фундаментный) используется в строительстве для прочного соединения конструкций, например, фундамента и плит. Имеет анкер (якорь), производится изогнутой формы, составным, съемным, прямым, с анкерной плитой. Узкоспециализированный крепеж.

Т-болт (т-образный) – имеет прямоугольную или квадратную головку, используется в креплениях с пазами.

Что касается классификации по назначению, то тут типы (виды) болтов бывают:

мебельные (болт с потайной головкой, с круглой головкой и квадратным подголовком);

• лемешные (болт с потайной головкой) для крепления деталей в сельскохозяйственной технике;
• строительные (анкерные, откидные болты)
• машиностроительные (откидные, рым- и т-болты)
• дорожные (разных форм, для крепления дорожных ограждений иных конструкций).

Кроме формы и назначения болты дифференцируются по классам прочности, каковых согласно ГОСТам насчитывается 11 (от 3.6 до 12.9). Высокопрочными считаются метизы класса от 6.6 и выше.

Как устроен анкерный крепеж с гайкой?

Принимая во внимание тот факт, что данный крепежный механизм должен удерживать достаточно тяжелые элементы, он был тщательно продуман и переделан. Главным элементом конструкции в нем является распорная шпилька, которая имеет на одном конце форму конуса, на другом же конце нарезана метрическая резьба, на которую накручивается гайка

На шпильку по всей длине, кроме резьбовой части, надета специальная металлическая втулка с прорезями.

Работает данное устройство по принципу «распора», то есть, когда мы начинаем закручивать гайку, конусообразный конец входит во втулку и распирает ее в отверстии. Отличительной особенностью считается то, что такой анкер имеет литую шпильку, которая намного прочнее других анкерных конструкций. Ну, и, конечно, мы забыли упомянуть про гайку и в обязательном порядке стопорную шайбу, которые накручиваются со стороны резьбы. Шайба не позволяет при закручивании гайки углубляться в отверстие.

Сферы применения такого крепежа могут быть достаточно разными: от монтажа лестничных ограждений до тяжелых металлоконструкций. Самое популярное применение на сегодняшний день – это монтаж кронштейнов под кондиционер. Само устройство имеет достаточно приличный вес, поэтому использование такого крепления полностью оправдано.

Установка приспособления на станке

Для того чтобы надежно закрепить на поверхности рабочего стола приспособление, в самом основании его корпуса наличествуют пазы, имеющие специальный профиль. В них вставляются крепежные болты, которые в Т-образных пазах стола удерживаются своими головками.

Что касается такого аспекта, как то количество крепежных болтов, которое необходимо для того, чтобы произвести крепление заготовки, то оно подбирается в зависимости от конкретных условий ее обработки.

Как показывает практика, в подавляющем большинстве случаев вполне можно использовать или четыре, или даже два крепежных болта. Такого их количества вполне достаточно для того, чтобы были соблюдены все требования технологического процесса.

Достаточно часто случается так, что приспособление необходимо разместить таким образом, чтобы оно занимало строго определенное положение по отношению к одной из тех осей, по которой будет перемещаться. С этой целью применяются специальные шпонки. Они при помощи резьбовых соединений закрепляются к самому приспособлению, а тогда, когда оно монтируется на рабочую поверхность стола, заводятся в Т-образные пазы.

Материал

Прочность крепежного элемента один из важнейших параметров, характеризирующих метизы. Прочность крепления напрямую зависит от типа материала, из которого оно изготовлено. В зависимости от прочностных характеристик, подбирается металл для производства и режим его термической обработки.

Чаще всего стандартные болты изготавливаются из легированной и нелегированной стали. Но в некоторых случаях они могут изготавливаться из других металлов, таких как медь, алюминий, которые применяются в тех случаях, когда нет необходимости достижения высокой прочности крепежа. Для изготовления ювелирных изделий, крепежи могут изготавливаться из драгоценных металлов, таких как золото, серебро и других.

Очень часто для повышения технических характеристик метизов применяют специальное покрытие, которое защищает крепежный элемент от воздействия окружающей среды (влажность, вода, диапазон температур, химические вещества).

Среди наиболее распространенных покрытий можно выделить следующие разновидности:

1. Цинковые. Толщина цинкового покрытия может варьироваться в зависимости от требований. Для болтов, используемых в бытовых приборах, толщина обычно небольшая. Но для крепежей промышленного назначения она обычно составляет до 25 мкм.
2. Кадмированные. Не очень распространенный тип болтов, из-за токсических свойств кадмия. Поэтому применятся в редких случаях, когда покрытие из других материалов не позволяют достичь желаемых эксплуатационных характеристик.
3. Никелевые. Обычно применяются для крепежей, используемых при производстве мебели. Никель повышает только декоративные характеристики, практически не изменяю эксплуатационные.
4. Фосфатирование и оксидирование. Применяются для создания защитного слоя на поверхности болтов, за счет окисления основного металла.
5. Цинк-ламельное. Приобретают широкое распространение, так как могут повысить срок службы крепежей в несколько раз.

По назначению

Исходя из назначения, можно выделить следующие типы болтов:

1. Лемешный – предназначен для крепления тяжелых подвесных конструкций. Исходя из названия можно понять, что он широко используется в сельском хозяйстве, обычно для крепления лемехов на почвообрабатывающую технику.
2. Мебельный – отличается от других видов тем, что резьба нарезается не по всей длине стержня. Обычной целостной остается третья часть. Головка такого крепежа обычно гладкая, что необходимо для того, чтобы болт не выступал над поверхностью мебели. Несмотря на названия, такие элементы применяются и в других сферах, особенно часто в строительстве.
3. Дорожный – широко распространённый при монтаже ограждений. Отличается полукруглой головкой, под которой расположен квадратный подголовок. Такая конструкция позволяет прочно фиксировать элементы ограждения к столбам. Применяется во всех сферах, где есть необходимость фиксации тонких листов металла, дерева, пластика и других материалов.
4. Машиностроительный – наиболее распространенный тип болтов, который применяется машиностроительстве. Он отличается повышенными прочностными свойствами и устойчивостью к агрессивной внешней среды.
5. Путевой – применяется в железнодорожной сфере, чаще всего для соединения отдельных частей рельс. Отличаются тем, что резьба может составлять меньше половины длины стержня.

Понять к какому типу относиться метиз можно исходя из условного обозначения болтов.

Отличия болт ГОСТ 7805-70 от болт ГОСТ 7798-70

Метрический крепёж (в который входят болты, гайки, винты, шайбы) является составной частью крепёжных изделий. Болты с шестигранной головкой имеют ГОСТы 7805-70 и 7798-70. При этом существует 4 варианта их исполнения, а также разные классы точности.

Болты, изготовленные по ГОСТам 7805-70 и 7798-70 1-го и 4-го исполнения не содержат отверстий. В болтах исполнения 2 и 3 имеются сквозные отверстия, как в резьбовой части стержня, так и в головке. ГОСТы предписывают следующие параметры и конструкцию болтов: диаметры стержней, диаметр резьбы, диаметры отверстий в болтах, а также размеры «под ключ». Болты отечественного производства подразделяются на классы точности:

• Класс А – повышенный класс точности.
• Класс В – нормальная точность.
• Класс С – грубая точность.

ГОСТы 7805-70 и 7798-70 распространяются только на болты, которые имеют класс точности А или В.

ГОСТ 7805-70 описывает болты класса точности А, имеющие диаметр резьбы до 48 мм. Так, по данному стандарту болт исполнения 2 имеет одно отверстие в резьбовой части стержня. При этом размер диаметра отверстия варьируется, начиная с 1.0, 1.2 … и т.д. до 8.0 мм. Болт исполнения 3 того же стандарта имеет радиальное отверстие различных диаметров: 1.0, 1.2, 2.0, … 5.0 мм. При диаметрах резьбы от 36 мм до 48 мм выпускают болты с резьбой с шагом 2 мм. ГОСТ 7805-70 предписывает изготавливать болты из нержавеющей аустенитной стали (марки А2 и А4 с классами прочности 50, 70 и 80) и из углеродистой стали. При этом рекомендуется изготавливать изделия с прочностью класса 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8 или 10.9.

Болты с классом точности В и размером диаметра резьбы от 6 мм до 48 мм описывает ГОСТ 7798-70. Как и в предыдущем стандарте болты исполнения 2 имеют одно отверстие в резьбовой части стержня, однако согласно ГОСТ 7798 -70 диапазон размеров диаметров более узкий: 1.6, 2.0, 2.5,…, 8.0 мм.

Болты исполнения 3 имеют три радиальных отверстия в головке с диапазоном диаметра от 2 до 5 мм. Болты производятся из углеродистой стали, которая имеет класс прочности 4.8, 5.8, 8.8 или 10.9).

Болты в ГОСТах 7805-70 и 7798-70 отличаются по классам точности и диапазонам диаметров и длин. Основная разница между ними в том, что ГОСТ 7805 распространяется только на болты, имеющие класс точности A, а ГОСТ 7798 – на болты класса точности B. В большинстве сборочных производств заводов на текущий момент хватает нормальной точности болтов, поэтому болт ГОСТ 7798-70 более востребован и популярен, к тому же он немного дешевле обходится при его изготовлении.

Маленькие хитрости с болтами

Специалистам неразрушающего контроля, вооружённым достаточным арсеналом аппаратуры, удаётся обнаружить не только дефекты, но и намеренно скрытый брак в деталях, узлах и конструкциях из разных материалов. Одним из таких типичных скрытых дефектов является распространённый приём удаления трещин, брака литья и других изъянов.

Этот приём заключается в том, что в стальной детали дефектное или повреждённое место рассверливается и в отверстии нарезается резьба. В полученное резьбовое отверстие вкручивается болт, который обрезают с двух сторон, расчеканивают, а нередко — заваривают.

После шлифовки такое место очень часто не удаётся обнаружить визуально. Однако в ответственных конструкциях, где такие способы обработки недопустимы, проверка однородности стали позволяет обнаружить скрытый и заделанный дефект и даже точно определить технологию его заделки.

Обнаружение такого скрытно заделанного дефекта, полученная информация о качестве этой операции и нормативные требования к узлу или детали позволяют принять решение о признании изделия непригодным к эксплуатации или допустить его к дальнейшей обработке или использованию.

Аналогичные приёмы используются и в других ремонтных операциях. Скрытое или явное применение болтов в таких работах — предмет интереса специалистов неразрушающего контроля.

Материалы крепежных изделий

Для изготовления крепежных изделий применяют материалы, которые обладают достаточными упругими свойствами, чтобы иметь способность удлиняться (растягиваться) под нагрузкой и затем возвращаться к своей первоначальной форме после снятия нагрузки.

Основными материалами для изготовления крепежных изделий являются различные виды сталей:

• низкоуглеродистые стали («мягкие» стали);
• высокопрочные стали;
• нержавеющие (коррозионностойкие) стали.

Изготавливаются из низкоуглеродистых сталей.

Повышение прочности за счет:

— наклепа при холодной штамповке.

1. Высокопрочные болты

Изготавливаются из среднеуглеродистых сталей. Конечная прочность достигается за счет:

• наклепа при холодной штамповке;
• термического упрочнения.

2. Крепежные изделия из нержавеющих сталей

Аустенитные нержавеющие стали получают различные уровни прочности за счет:

холодной пластической обработки.

Мартенситные нержавеющие стали получают различные уровни прочности за счет:

• холодной пластической обработки и
• термического упрочнения.

3. Самонарезающие/самосверлящие винты

Изготавливаются из среднеуглеродистых сталей. Получают прочностные свойства за счет:

• холодной пластической обработки;
• термического упрочнения.

Твердость материала

Твёрдость по Бринеллю – это характеристика, которая позволяет определить твёрдость материала.

Крепежи из нержавеющий стали тоже оснащены специальной маркировкой на верхушке крепления.

Вид стали А2 или А4 и предел прочности — 50, 70, 80, примеры: А2-70, А4-80. На крепления, которые имеют четко выраженную резьбу, наноситься цветная маркировка для A2 – зеленым цветом, для A4 – красным. Значение для предела текучести не указывается.

Максимальная текучесть для нержавеющих метизов, часто лишь справочное значение.

Текучесть в данном случае будет составлять 250 Н/мм2 для A2-70 и около 300 Н/мм2 для A4-80.

Приблизительное увеличение при этом будет не больше чем 40%. Иными словами, данный вид стали отменно меняет форму перед тем, как произойдёт непоправимая деформация.

Старые отечественные методы измерения по ГОСТ-у не позволяли уделить должное внимание максимально допустимым нагрузкам на болты, поэтому выпускаемые метизы были значительно ниже по качеству относительно современных. Крепление М12 с прочностью 8.8 размером d2 = 10,7мм и максимально продолжительностью сечения 89,87мм2

В этом случае максимально допустимая степень нагрузки будет: (8*8*10)*89,87 ;0) = 57520 Ньютон

Крепление М12 с прочностью 8.8 размером d2 = 10,7мм и максимально продолжительностью сечения 89,87мм2. В этом случае максимально допустимая степень нагрузки будет: (8*8*10)*89,87 ;0) = 57520 Ньютон.

Таблица нагрузок для болтов из углеродистой и из нержавеющей стали.

ST-4.6	ST-8.8	А2-70	А4-80
РЕЗЬБА	d2, мм	Площадь по 62, тт2	Макс. нагрузка, Ньютон	Рабочая нагрузка, кг	Макс. нагрузка, Ньютон	Рабочая нагрузка, кг	Макс. нагрузка, Ньютон	Рабочая нагрузка, кг	Макс. нагрузка, Ньютон	Рабочая нагрузка, кг
М1	0,8	0,5	121	322	10	126	151
М2	1,7	2,27	544	20	1 452	70	567	20	681	30
М3	2,6	5,31	1 274	60	3 396	160	1 327	60	1 592	70
М4	3,5	9,62	2 308	110	6 154	300	2 404	120	2 885	140
М5	4,4	15,2	3 647	180	9 726	480	3 799	180	4 559	220
М6	5,3	22,05	5 292	260	14 112	700	5 513	270	6 615	330
М8	7,1	39,57	9 497	470	25 326	1 260	9 893	490	11 872	590
М10	8,9	62,18	14 923	740	39 795	1 980	15 545	770	18 654	930
М12	10,7	89,87	21 570	1 070	57 520	2 870	22 469	1 120	26 962	1 340
М14	12,6	124,63	29 910	1 490	79 761	3 980	31 157	1 550	37 388	1 860
М16	14,6	167,33	40159	2 000	107 092	5 350	41 833	2 090	50199	2 500
М20	18,3	262,89	63 093	3 150	168 249	8 410	65 722	3 280	78 867	3 940
М24	21,9	376,49	90 359	4 510	240 956	12 040	94 123	4 700	112 948	5 640
М27	24,9	486,71	116 810	5 840	311 493	15 570	121 677	6 080	146 012	7 300
М30	27,6	597,98	143 516	7170	382 708	19130	149 495	7 470	179 394	8 960

Усиленный вариант – двухраспорный крепеж

За счет того, что требования потребителя постоянно растут, и возникает потребность в монтаже достаточно тяжеловесных конструкций, было решено немного модифицировать крепеж. Так на рынке стройматериалов появилось модифицированное изделие – анкерный болт с гайкой двухраспорный. Такая технология позволила в достаточной мере увеличить удерживающую силу такого крепления.

Сама конструкция – это все та же шпилька, но в качестве удерживающего механизма в этом случае используются две втулки, одна из которых имеет форму клина и заходит во вторую втулку. Таким образом, затягивая гайку, мы увеличиваем удерживающие свойства, равномерно распределяя силу по всей длине крепления. Такую же технологию использует в своей конструкции двухраспорный анкер с кольцом, и, как показывает практика, довольно успешно.

Обычно при работе станок создает некую вибрацию, которая, как правило, не нужна, и если раньше станок просто крепили к полу с помощью бетона, то сегодня проще всего использовать универсальное крепление и избавиться от нежелательной вибрации при работе.

По форме стрежня

Различные части болта, в том числе стержень, имеет разные конструкцию, разновидности которых зависят от технических требований. Чаще всего стержни отличаются диной резьбы, она может располагаться по всей длине, или занимать только определенную часть, треть или половину. Часто на стержне располагается подголовок, который необходим для более надежной фиксации. Диаметр резьбовой и голой части обычно одинаковый, но в некоторых случаях, когда есть необходимость создания соединения повышенной нагрузки, применяются болты с разным диаметром отдельных частей. Такие стрежни называются ступенчатыми.

Допустимые нагрузки и вес

Допустимой считается нагрузка на анкер не превышающая 25% от указанной в таблице (при плотности бетона 200-250 кгс/кв.см). При использовании более прочного бетона, нагрузка анкера на вырывание возрастает пропорционально. Если используется бетон с трещинами, следует уменьшать указанные в таблице величины примерно на 40%.

Наименование	Диаметр сверла, мм	Резьба	Нагрузка на вырывание, кгс	Вес 1 шт., кг	Полная длина анкера, мм	Головка болта
M6 8*45	8	M6	1200	0,0177	48	SK 10
M6 8*60	8	M6	1200	63	SK 10
M6 8*80	8	M6	1200	0,03	83	SK 10
M6 8*85	8	M6	1200	88	SK 10
M6 8*90	8	M6	1200	93	SK 10
M6 8*100	8	M6	1200	0,0323	103	SK 10
M8 10*50	10	M8	1700	54	SK 13
M8 10*55	10	M8	1700	59	SK 13
M8 10*60	10	M8	1700	0,038	64	SK 13
M8 10*75	10	M8	1700	0,068	79	SK 13
M8 10*80	10	M8	1700	84	SK 13
M8 10*85	10	M8	1700	0,0496	89	SK 13
M8 10*100	10	M8	1700	0,059	104	SK 13
M8 10*110	10	M8	1700	0,061	114	SK 13
M8 10*120	10	M8	1700	124	SK 13
M8 10*125	10	M8	1700	0,08	129	SK 13
M8 10*140	10	M8	1700	144	SK 13
М10 12*65	12	M10	2500	0,062	71	SK 17
М10 12*70	12	M10	2500	76	SK 17
М10 12*80	12	M10	2500	0,0646	86	SK 17
М10 12*100	12	M10	2500	0,085	106	SK 17
М10 12*110	12	M10	2500	0,0935	116	SK 17
М10 12*120	12	M10	2500	0,113	126	SK 17
М10 12*150	12	M10	2500	0,13	156	SK 17
М12 16*75	16	M12	3700	0,1132	88	SK 19
М12 16*110	16	M12	3700	0,1405	118	SK 19
М12 16*130	16	M12	3700	0,1845	138	SK 19
М12 16*150	16	M12	3700	158	SK 19
М16 20*110	20	M16	5100	120	SK 24
М16 20*140	20	M16	5100	0,2925	150	SK 24
М16 20*160	20	M16	5100	0,3345	170	SK 24