Когда в процессе строительства и сборки механизмов возникает необходимость обеспечить разъемному соединению стойкость к интенсивным механическим и температурным нагрузкам, сравнимую с надежностью сварки, используют метизы высокого класса прочности.
К этой категории относятся все болты, гайки, шпильки, способные без потери несущей способности выдерживать разрывное и деформационное воздействие от 800 мПа и выше.
Простой пример: если болт класса 5.8 с диаметром М6 начнет разрушаться при разрывной нагрузке 10.06 кН, то его высокопрочный аналог с той же площадью поперечного сечения, но уже класса 10.9 продержится без разрушений до предела в 20.1 кН. То есть, при одинаковых размерах он почти в два раза прочнее.
Преимущества высокопрочного крепежа
Какие практические преимущества дает использование высокопрочного крепежа:
- меньший размер метизов, с одновременным увеличением надежности узла позволяет сократить вес конструкции и металлоемкость изделия;
- использование болтов и шпилек небольшого размера ведет к сокращению диаметра монтажных отверстий и, как следствие, общему упрочнению узла;
- замена крепежа общего назначения высокопрочным, дает возможность сократить количество точек сопряжения, а значит, сжать финансовую смету;
- такие изделия могут быть эффективны в противостоянии агрессивным средам даже без защитных покрытий;
- свойства стали, из которой изготавливаются метизы высокого класса прочности, позволяет применять их в широком диапазоне разновекторных нагрузок фрикционных, динамических, сейсмических и т. д.
Если же говорить о практике применения болтовых соединений в сравнении со сварочными или заклепочными, то аргументы в их пользу следующие:
- резьба упрощает и ускоряет монтаж, не требует сложного оборудования от высокой квалификации персонала;
- болт и гайка стягивают детали с точным усилием и без ограничений по составу материала (металл-дерево, алюминий-сталь);
- резьбовая сборка дает возможность оперативного визуального контроля сопряжения, в то время как дефекты сварного шва без специального оборудования обнаружить затруднительно.
Наконец, в отличие от сварки и заклепок, замена болта и гайки при износе — минутное дело, а конструкцию с ними можно собирать и разбирать множество раз, избегая безвозвратной деформации деталей.
Классификация
Международные стандарты резьбовых метизов относят к высокопрочным классам 10.9, 12.9 и 14.9 (сверхпрочные). С некоторой натяжкой к этому ряду можно добавить изделия 8.8, но следует учитывать, что хотя их износостойкость выше, чем у болтов и шпилек общего назначения, это, скорее, переходный класс с посредственными параметрами.
Маркировка, как правило, наносится на внешнюю сторону головки болта и означает следующее:
- первое число — предел прочности на разрыв, определяется как 1/100 от номинального сопротивления, указывается в МПа или Н/мм²;
- вторая цифра — предел текучести или граница, за которой изделие деформируется при нагрузке, перпендикулярной его оси, является результатом умножения первого знака на второй и затем на 10.
Основной материал высокопрочных метизов — легированные конструкционные стали марок 35, 38ХА, 40Х, иногда 2Г1Р, 20Г2Р. К формующим линиям сырье подается в виде прутов, проволоки, откуда после холодной штамповки отправляется к автоматам накатки. Заключительный этап — термическое упрочнение — цикл нагревания и отпуска, после которого изделие приобретает проектную прочность и пластичность.
Стандарты Национальные и Европейские
Большинство различий между отечественными и европейскими стандартами незначительны и выглядят скорее, как рекомендации. Например, DIN и EN предписывают использовать для резьбовых соединений комплекты (болт+гайка+шайба) одного производителя или определяют основным защитным покрытием метизов цинк, нанесенный горячим методом.
Национальные стандарты России и европейские аналоги
Наиболее востребованные в строительстве и машиностроении метизы высокой прочности:
- Шестигранные болты высокой прочности (ГОСТ 52644, ГОСТ 22353, DIN 6914, ISO 7412), размерный ряд — М16-М48, климатическое исполнение «У» (до -40 °C) и «ХЛ» (до -65 °С);винты с цилиндрической головкой (DIN 912, DIN 6912, ГОСТ 11738, ISO 4762), диаметр резьбы — М3-М36;
- Винты с цилиндрической головкой (DIN 912, DIN 6912, ГОСТ 11738, ISO 4762), диаметр резьбы — М3-М36;
- Шпильки (DIN 975, DIN 976), диаметр резьбы — М4-М48, диапазон прочности — 800-1200 Нм;
- Гайки (DIN 439, DIN 508, DIN 934, ГОСТ 5915, ГОСТ 5927-70, ГОСТ 9064), резьба М1-М100.
Указанная номенклатура в обязательном порядке проходит процедуру цинкования или термическое закаливание, после чего приобретают черный цвет.
Правила выбора высокопрочного крепежа
Болты и гайки высокой прочности — это особый тип изделий, на который ложится значительная нагрузка, поэтому выбор таких метизов требует ответственного подхода. Предлагаем несколько простых правил, которые помогут в этом.
- Параметры крепежа должны в точности соответствовать требованиям проекта.
- Любая замена высокопрочных метизов с изменениями параметров производится на основании нормативных расчетов.
- Прочность крепежа должна превышать или быть равной прочности материалов конструкции.
- Во избежание гальванической коррозии необходимо учитывать совместимость металла крепежа и деталей.
- Высокопрочный крепеж обязательно сертифицируется. Отсутствие сертификата — повод отказаться от покупки.
Интернет-магазин «1001 КРЕПЕЖ» предлагает к продаже высокопрочный крепеж всех типов: болты, гайки, шайбы, калиброванные цепи, а также оборудование для монтажа и связанные товары. Оперативно отправляем заказы по Москве и России. Консультируем, помогаем с выбором и расчетами. Уточнить характеристики и условия поставки можно любым удобным способом, указанным на сайте.
