Предупреждаю! В начале статьи позанудствуем, но потом будет интересно и в итоге вы научитесь полезному навыку... но это не точно!
Что обычно маркируют?
На головках болтов объем маркировки как правило включает:
- знак класса прочности материала (или группа материалов для коррозионностойких, жаропрочных, жаростойких и теплоустойчивых сталей и цветных сплавов);
- товарный знак (клеймо) завода-изготовителя;
- стрелка, указывающая направление ввинчивания крепежа, если он имеет левую резьбу.
Вышеуказанный объем маркировки соответствует требованиям советского ГОСТ 1759.0 1987-го года, который, тем не менее, действует на момент написания статьи.
Класс прочности материала согласно ГОСТ 1759.4 (или более современного ГОСТ ISO 898-1-2014) состоит из двух цифр, разделенных точкой (на головках болтов допускается точку не ставить из соображении экономии места, ведь пространства там не так много):
- первая цифра соответствует 1/100 (1%) номинального значения временного сопротивления разрыву в Н/мм2;
- вторая - 1/10 отношения номинального значения предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение указанных двух цифр соответствует 1/10 номинального значения предела текучести в Н/мм2.
Сложно? Сейчас поясню!
Если упрощенно перевести сухой технический язык, то получается, что, перемножив указанные на болте цифры можно узнать сколько килограмм-сил выдержит болт на 1 мм2 его поперечного сечения.
Под «выдержит» я понимаю, что при превышении указанной нагрузки появятся необратимые пластические деформации крепежа, но его разрушения не произойдет. Для разрушения (разрыва) болтов придется приложить силу на 10...60% выше.
Маркируют обычно крепеж с диаметром резьбы от 6 мм.
Если вы видите болт с диаметром резьбы 6+ мм и без маркировки, то значит класс прочности у болта невысокий, например 3.6 или 4.8, максимум 6.8, потому что все классы прочности выше 6.8 должны быть указаны на головке болта.
Незначительные отличия в части маркировки имеет второй российский ГОСТ ISO 898-1-2014, идентичный международному стандарту ISO 898-1:2013 с длинным названием «Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts, screws and studs with specified property classes — Coarse thread and fine pitch thread».
Например, согласно ГОСТ ISO 898.1-2014 маркировка должна наносится на весь крепеж диаметром от 5 мм, а для винтов небольших диаметров допускается применять систему маркировки по системе циферблата:
Немного пофантазируем
Итак, какую же нагрузку выдержит болт без маркировки?
Примем, что нам попался болт класса прочности 3.6, с номинальным значением предела текучести (3 х 6) = 18 кгс/мм2.
Полученную нагрузку умножаем на площадь поперечного сечения, все же помнят формулу из школьной программы?
Надо понимать, что нельзя брать для расчета наружный диаметр резьбы крепежа, ведь минимальное поперечное сечение будет по дну впадины резьбового профиля.
Диаметр резьбы по дну впадины согласно п. 4.2 ГОСТ 24705-2004 составляет d3 = d-1,2267P, где Р - шаг резьбы.
Для болтов М6 крупный шаг резьбы составляет 1 мм, т.е. диаметр по дну впадины равен dЗ=6-(1,2267 х 1) = 4,7733 мм.
Площадь поперечного сечения S=pi х d2 / 4 = 17,9 мм2.
Далее умножаем на предел текучести (помните же, что он равен произведению цифр на головке болта?) и получаем 85,9 кг - именно столько должен выдержать самый хилый «китайский болт из сыромятины» с резьбой М6.
Более ходовые болты М6 классов прочности 5.6 и 8.8 выдержат уже по 537 и 1145 кгс соответственно. Существенная разница, верно?
Поэтому для ответственных соединений стоит отдавать предпочтение болтам с более высоким классом прочности, который обязательно должен быть указан на головке болта.
PS: я показал, как посчитать «на коленке» допустимую нагрузку на болт, без использования сложных формул. В расчетах приведены некоторые упрощения, например, при расчёте площади поперечного сечения. На самом деле формула площади поперечного сечения метрической резьбы выглядит так:
PPS: а можно поступить еще проще – при расчете площади поперечного сечения взять наружный диаметр резьбы, «Пи» принять равной трём. Жизнь Считать станет проще, а к полученной цифре в уме накидывать процентов 10...20 на запас. Для расчета на коленке сойдет.
На этом закругляюсь, ставьте лайк 👍/дизлайк 👎, высказывайте свое мнение в комментариях ✍️ и подписывайтесь на мой канал «Самоделки от Мазая» - впереди много интересного.