Размеры, форма головки винта, термическая обработка и защитное покрытие также влияют на правильный выбор. Всегда обращайтесь к цели, для которой вам нужен материал. Вот как вы можете действовать дальше:
Высокопрочные болты – полная информация о крепежных изделиях
Высокопрочные винты — это крепежные изделия, прочность которых составляет не менее 800 МПа. Они изготавливаются в соответствии со стандартом ГОСТ Р 52644 и имеют различный вес, диаметр и другие параметры.
- Основная информация о болтах высокой прочности
- Требования Госстандарта Р 52644–2006 – вес, длина, сечение ВПБ
- Соединения на ВПБ – ключевые положения СниП III-18-75
- Как крепить высокопрочные метизы – какова технология?
- Как выполняется натяжение болтов?
- Особенности разных видов соединений на крепежных элементах высокой прочности
1 Основная информация о болтах высокой прочности
Представляющие интерес металлические изделия изготовлены из низкоуглеродистой легированной стали, содержащей не более 0,4% углерода. Они изготавливаются методом холодной или горячей ковки. Резьба высокопрочных болтов (HSB) наматывается на автоматических станках, специально предназначенных для этой цели. Необходимой частью производства описываемых крепежных изделий является их термическая обработка в электрических печах. Это делается для обеспечения высокой коррозионной защиты и прочности VPB. Кроме того, термическая обработка защищает болты от старения.
Класс высокой прочности VPB не может быть ниже 8,8. Это значение указано на головке крепежа. Там также могут встречаться буквы XL, U и S. Первое обозначение указывает на то, что продукция одобрена для использования при низких температурах (д о-60 °C). Металлическая посуда с буквой Y предназначена для использования при температуре не ниж е-40°C. Буква S обозначает увеличенные параметры головки VPB.
Эти изделия используются в автомобильной промышленности, машиностроении, строительстве, железнодорожном транспорте и мостостроении для соединения различных деревянных и металлических конструкций. Особые свойства этих крепежных изделий (устойчивость к экстремальным температурам, стойкость к агрессивным соединениям, долговечность) делают их незаменимыми во многих промышленных областях. VPB также используются в домашних хозяйствах. В таких случаях они используются в качестве надежных анкеров для крепления практически всех конструкций и предметов к бетонным поверхностям стен.
2 Требования Госстандарта Р 52644–2006 – вес, длина, сечение ВПБ
VPB выпускаются с диаметрами резьбы M16, M20, M24, M30, M36, M42, M48 и классами прочности 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Вес изделий зависит от их длины и диаметра. Она варьируется в довольно широком диапазоне. Вес 1000 штук M16 составляет 116-514 кг, M20 204-804 кг, M24 377-1210 кг. Вес болтов M30 — M42 колеблется от 633 до 3830 кг. Однако вес 1000 штук M48 составляет 2495-5002 кг. Высокопрочные изделия производятся со специальным покрытием или без него. Толщина дополнительного слоя регламентируется ГОСТом. Для металлического оборудования М16 не должен превышать 25 микрон, для М20 — 30, для М24 — 40, для М30-М48 — не более 50 микрон.
Теоретический вес 1000 штук VPB, о котором мы говорили выше, рассчитан для изделий без специального покрытия. Высокопрочные крепежные изделия должны изготавливаться с постоянным качеством поверхности резьбы. Это гарантирует необходимую затяжку соединений, выполненных с помощью высокопрочных винтов. Уровень качества определяется моментом затяжки (так называемый коэффициент затяжки или крутящий момент). Его величина зависит от типа смазки и дополнительного покрытия винтов. Для высокопрочных изделий с неравномерным покрытием момент затяжки должен составлять от 0,11 до 0,2. Крепеж со стандартной смазкой и покрытиями имеет коэффициент затяжки 0,14-0,2. Коэффициент затяжки проверяется в соответствии с государственным стандартом R 52643.
VPB обычно изготавливаются из сталей 40X и 40X Select, причем последняя является самой высококачественной по химическому составу. Это связано с тем, что он представляет собой выбор из нескольких партий 40X. Сплавы с маркировкой Select обладают стабильными механическими свойствами. Именно это и достигается с помощью выборки. Болты из стали 40C Select используются для соединения конструкций с повышенной ответственностью (работающих в особых условиях с большим весом). В противном случае используются болты, изготовленные из обычных сплавов 40Х. Выбор стали 40X Select производится непосредственно в литейном цехе.
Покрытие описываемых винтов является одним из следующих типов:
- электролитическое кадмиевое;
- электролитическое цинковое;
- горячее цинковое.
Если одно из этих покрытий нанесено на крепежные детали, их необходимо обработать смазкой.
Эксплуатация высокопрочных болтов (сферы, области и примеры)
Высокопрочные болты широко используются в строительстве, дорожном строительстве, производстве оборудования и машин и других областях, связанных с производством. Их высокий спрос обусловлен тем, что эти крепежные изделия практически не имеют эксплуатационных ограничений и используются в токсичных, агрессивных средах и при низких температурах (д о-60°C).
Эти высокопрочные крепежные элементы выдерживают как постоянные, так и переменные нагрузки, смещение центра тяжести и даже сильные вибрации. Поэтому эти изделия используются для строительства зданий, производства промышленных установок, тяжелых автомобилей (в том числе военных) и специального транспорта узкого назначения (краны, погрузчики и т.д.).
Таблица высокопрочных болтов (стандарты)
| Стандарты | Размеры | Примечания |
|---|---|---|
| Болты ГОСТ 7795-70 | М6-М48 | Вместо болтов ГОСТ 7795-62. Шестигранная уменьшенная головка, направляющий подголовок, класс точности В. |
| Болты ГОСТ 7796-70 | М8-М48 | Вместо болтов ГОСТ 7796-62. Шестигранная уменьшенная головка, класс точности В. |
| Болты ГОСТ 7798-70 | М6-М48 | Вместо болтов ГОСТ 7798-62. Шестигранная головка, класс точности В. |
| Болты ГОСТ 7805-70 | М2-М48 | Вместо болтов ГОСТ 7805-62. Шестигранная головка, класс точности А. |
| Болты ГОСТ 7808-70 | М8-М48 | Вместо болтов ГОСТ 7808-62. Шестигранная уменьшенная головка, класс точности А. |
| Болты ГОСТ 7811-70 | М6-М48 | Вместо болтов ГОСТ 7811-62. Шестигранная уменьшенная головка, направляющий подголовок, класс точности А. |
| Болты ГОСТ 7817-80 | М6-М48 | Вместо болтов ГОСТ 7817-72. Шестигранная уменьшенная головка, класс точности А, для отверстий из-под развертки. |
| Болты ГОСТ 10602-94 | М52-М150 | Вместо болтов ГОСТ 10602-72. Шестигранная головка, класс точности В, диаметр резьбы более 48 мм. |
| Болты ГОСТ 15589-70 | М6-М48 | ГОСТ введен впервые. Шестигранная головка, класс точности С. |
| Болты ГОСТ 15590-70 | М6-М48 | ГОСТ введен впервые. Шестигранная уменьшенная головка, направляющий подголовок, класс точности С. |
| Болты ГОСТ 15591-70 | М6-М48 | ГОСТ введен впервые. Шестигранная уменьшенная головка, класс точности С. |
| Болты ГОСТ 18125-72 | М52-М160 | Вместо болтов ГОСТ 10603-63, ГОСТ 10604-63. Шестигранная уменьшенная головка, класс точности А и В, диаметр резьбы более 48 мм. |
| Болты ГОСТ 22353-77 | М16-М48 | ГОСТ введен впервые. Шестигранная головка, класс точности В. |
| Болты ГОСТ Р 52644-2006 | М16-М48 | ГОСТ введен впервые. Шестигранная головка, увеличенный размер под ключ, для металлических конструкций. |
| Болты ОСТ 26-2037-96 | М16-М48 | Вместо болтов ОСТ 26-2037-77, ОСТ 26-01-566-72. Шестигранная головка, для фланцевых соединений. |
| Болты ОСТ 37.001.123-96 | М6-М16 | Шестигранная уменьшенная головка. |
Производителей высокопрочных болтов не так много, поскольку для их изготовления требуется высококачественное сырье и сложные технологии производства. Высокопрочная сталь для высокопрочных болтов должна отвечать длинному списку требований и ограничений. Большинство компаний, производящих эти крепежные изделия, имеют собственные конструкторские отделы для изготовления продукции на заказ, особенно для класса прочности 12.9. Кроме того, эти компании обычно имеют лаборатории контроля качества для тщательной обработки сырья и тестирования готовой продукции.
Правила монтажа высокопрочных болтов
Перед началом работ всегда анализируются технические условия эксплуатации будущего сооружения. На выбор подходящих металлических изделий влияют следующие факторы:
- Характеристики дополнительной фурнитуры.
- Коэффициент закручивания.
- Соответствие технических и механических свойств метиза той среде, в которой он будет работать.
- Устойчивость к различным внешним воздействиям.
- Свойства стали, из которой он сделан.
- Шаг и тип резьбы.
Размеры, форма головки винта, термическая обработка и защитное покрытие также влияют на правильный выбор. Всегда обращайтесь к цели, для которой вам нужен материал. Вот как вы можете действовать дальше:
- Отверстия в соединяемых элементах совмещают и жестко закрепляют элементы с помощью сборочных пробок. Обычно пробками скрепляют десятую часть отверстий — этого вполне достаточно для надежной фиксации.
- В отверстия, свободные от пробок, вставляют высокопрочные болты и производят их натяжение в соответствии с правилами и с усилием, указанным в технических документах.
- Затем извлекают сборочные пробки, устанавливают оставшиеся болты и натягивают все детали до проектной силы. После этого рабочую поверхность можно грунтовать.
Используйте динамометрический ключ, который позволяет проверять и регулировать силу затяжки винта.
Области применения
Некоторые области применения высокопрочного крепежа уже упоминались. Однако они используются не только для стальных конструкций в строительстве и машиностроении, как это часто предполагается. Эта продукция также необходима для сельскохозяйственной техники и железнодорожного сообщения. Их главной особенностью является пригодность для таких монтажных соединений, которые подвергаются очень высоким нагрузкам и где невозможно использовать обычные методы крепления. Такой крепеж востребован даже для самых «тяжелых» конструкций — строительства мостов, тоннелей, высоких башен и башенок.
Все высокопрочные болтовые компоненты, разумеется, должны обладать повышенной надежностью и механической прочностью. Все крепежные изделия, в которых используются такие крепежные элементы, относятся к категории крепежных элементов, устойчивых к сдвигу. При использовании этих крепежных элементов не нужно сверлить или очищать отверстия. Высокопрочный винт можно вкручивать не только в металл, но и в железобетон. Особого внимания заслуживают винты с шестигранной головкой.
Внешняя шестигранная резьба может иметь стандартный размер или быть рассчитана на короткую длину ключа.
Существуют также изделия с меньшей высотой головки (и один из их подвидов предназначен для маленьких клавиш). Однако изделия с внутренним шестигранником хороши тем, что:
- большему удобству;
- повышенной прочности;
- оптимальной надежности.
Виды и маркировка
Класс прочности болтов в России должен соответствовать официальному ГОСТу. Допускается поставка 11 классов таких крепежных изделий. К группе высокой прочности относятся только продукты, класс которых не ниже 9.8. Первое число, умноженное на 100, дает наибольшее значение прочности. Умножение второго числа на 10 дает относительную максимальную силу.
Высокопрочный винт предназначен для использования в суровых климатических условиях, если он маркирован буквами «XL». Знак «U» означает, что продукт может переносить умеренное охлаждение. Соединения с контролем натяжения должны регистрироваться в специальном журнале. Расчетное значение крутящего момента не должно быть превышено более чем на 15%.
Возвращаясь к маркировке по ГОСТ 22353-77, следует запомнить эту структуру:
- сначала буквенное обозначение производителя;
- кратковременное сопротивление (в мегапаскалях), уменьшенное в 10 раз;
- климатическое исполнение;
- номер выполненной плавки.
В соответствии с ГОСТ 2006, соответствующая маркировка указывает:
- фирменное клеймо;
- категорию прочности по актуальному стандарту;
- климатическую категорию;
- номер выполненной плавки;
- буква S (характерная для изделий с увеличенным габаритом под ключ).
Материалы
Высокопрочные болты изготавливаются на основе углеродистой стали с добавлением легирующих компонентов. Выбираются только те марки стали, которые отличаются особой прочностью и устойчивостью к механическим воздействиям. Новейшие технологии — это «горячее или холодное точение» заготовок. Эти процессы значительно повышают прочность получаемого сплава.
Кроме того, термообработка проводится в электропечи, что гарантирует повышенную коррозионную стойкость и длительную сохранность изделия, а также повышает его прочность.
Стандарты ГОСТ и DIN на высокопрочный крепеж
Сегодня на рынке представлен высокопрочный крепеж от отечественных, европейских и азиатских производителей. И хотя потребители не уверены в качестве китайского крепежа, российская и европейская продукция пользуется большим спросом. Многие зарубежные нормы DIN и EN требуют использования болтового набора (болты, гайки, шайбы) одного производителя. В наших документах таких правил нет. Они не содержат требований к типу защитного покрытия, и европейские стальные изделия обычно подвергаются горячему цинкованию.
Таблица 2. Стандарты на высокопрочный крепеж в России и Европе.
| Национальные стандарты РФ | Европейские стандарты |
| ГОСТ Р 52643-2006 Общие технические условия | DIN EN 14399-1:2006 Общие требования |
| ГОСТ Р 52644-2006 (ИСО 7411:1987) Болты | DIN EN 14399-2:2006 Проверка пригодности к предварительным натяжениям |
| ГОСТ Р 52645-2006 (ИСО 4775:1984) Гайки | DIN EN 14399-4:2006 Гарнитуры из болтов и гаек. Система HV |
| ГОСТ Р 52646-2006 (ИСО 7415:1984) Шайбы | DIN EN 14399-5:2006 Шайбы |
| DIN EN 14399-6:2006 Шайбы с фаской |
Основные виды высокопрочных болтов, винтов и штифтов, используемых строительными компаниями и производителями техники в России:
Перечисленные стандарты распространяются на высокопрочные болты с шестигранной головкой (HSB), предназначенные для использования в стальных конструкциях, а также в конструкциях мостов и тяжелого машиностроения для создания высокопрочных соединений. Выбор размеров ограничен диаметрами M16 — M48. Выпускается в климатических вариантах «Y» и «XL».
- ГОСТ 7798, ГОСТ 7805, DIN 933, DIN 931, ISO 4014, ISO 4017
Стандарт для обычных шестигранных головок с полной и частичной резьбой BVP, используемых для крепления компонентов и элементов конструкций в автомобильной и других промышленных и производственных отраслях. Выпускаются в широком диапазоне диаметров от M3 до M64. Без покрытия или оцинкованные горячим способом в различных вариантах отделки (оцинкованные, оцинкованные горячим способом, оцинкованные горячим способом), аналоги тонкой резьбы — DIN 960, DIN 961.
Винты с внутренним шестигранником производятся в соответствии с этими стандартами и используются в широком спектре отраслей промышленности. Винты DIN и ISO имеют более широкий диапазон размеров и выпускаются только в высоких классах прочности 8.8, 10.9 и 12.9, в то время как ГОСТ допускает производство в более низких классах, но с ограниченным диаметром от М3 до М36.
Настоящие стандарты описывают требования к винтам (болтам) с метрической резьбой диаметром от M5 до M36, используемым в механических компонентах, в качестве соединительных деталей в машиностроении или вместе со строительными анкерами с внутренней резьбой.
Эти стандарты регламентируют размеры, длину, шаг и типы резьбы резьбовых стержней (болтов). Резьбовые шпильки с пределом прочности 800…1200 Нм относятся к высокопрочным анкерам. Они имеют фиксированную длину 1000 или 2000 мм и диаметр от M4 до M48. Они используются в машиностроении, в строительной отрасли, в кабельных и трубных эстакадах.
Все вышеперечисленные фитинги доступны в черном (лакированном) и оцинкованном исполнении с различными вариантами отделки.
Усилие затяжки высокопрочных болтов
При установке BVP необходимо учитывать тип монтажного соединения: устойчивые к сдвигу (истиранию) или несущие винты. В первом случае соединение затягивается динамометрическими ключами до требуемого (расчетного) значения для обеспечения сил трения между соединенными элементами.Момент затяжки— это сила, приложенная к головке гайки или болта, которая оказывает контролируемый зажимной момент на тело материала. Расчетные значения момента затяжки и силы предварительного натяжения болтов приведены в специальных справочных таблицах.
Таблица 3: Моменты затяжки болтов (коэффициент трения 0,14)
| Диаметр резьбы, мм | Шаг резьбы, Р | Площадь сечения As, мм | Усилие предварительной затяжки Q, кН | Крутящий момент Мкр, кН | ||||
| 8.8 | 10.9 | 12.9 | 8.8 | 10.9 | 12.9 | |||
| М4 | 0,7 | 8,78 | 4,3 | 6,3 | 7,4 | 3,3 | 4,8 | 5,6 |
| М5 | 0,8 | 14,2 | 7 | 10,3 | 12 | 6,5 | 9,5 | 11,2 |
| М6 | 1 | 20,1 | 9,9 | 14,5 | 17 | 11,3 | 16,5 | 19,3 |
| М8 | 1,25 | 36,6 | 8,1 | 26,6 | 31,1 | 27,3 | 40,1 | 46,9 |
| М10 | 1,5 | 58 | 28,8 | 42,2 | 49,4 | 54 | 79 | 93 |
| М12 | 1,75 | 84,3 | 41,9 | 61,5 | 72 | 93 | 137 | 160 |
| М14 | 2 | 115 | 57,5 | 84,4 | 98,8 | 148 | 218 | 155 |
| М16 | 2 | 157 | 78,8 | 115,7 | 135,4 | 230 | 338 | 395 |
| М18 | 2,5 | 193 | 99 | 141 | 165 | 329 | 469 | 549 |
| М20 | 2,5 | 245 | 127 | 181 | 212 | 464 | 661 | 773 |
| М22 | 2,5 | 303 | 158 | 225 | 264 | 634 | 904 | 1057 |
| М24 | 3 | 353 | 183 | 260 | 305 | 798 | 1136 | 1329 |
| М27 | 3 | 459 | 240 | 342 | 400 | 1176 | 1674 | 1959 |
| М30 | 3,5 | 561 | 292 | 416 | 487 | 1597 | 2274 | 2662 |
| М33 | 3,5 | 694 | 363 | 517 | 605 | 2161 | 3078 | 3601 |
| М36 | 4 | 817 | 427 | 608 | 711 | 2778 | 3957 | 4631 |
| М39 | 4 | 976 | 512 | 729 | 853 | 3597 | 5123 | 5994 |
Где и как маркируется прочность на изделии?
Название высокопрочных болтов
Требования к маркировке винтов, болтов и штифтов описаны в ГОСТ 1759.0-87 (для диаметров до 48 мм) и ГОСТ 18126-94 (для диаметров 48 мм и более). Идентификационные таблички хорошо читаются на материале, поэтому клиенты могут легко определить класс прочности крепежа, с которым они имеют дело.
Шестигранные болты, винты и резьбовые шпильки маркируются кодом прочности 8.8, 10.9, 12.9, 14.9 (с точкой разделения или без нее), а шестигранные гайки — кодом прочности 9, 10, 12, 14. Это несмываемые, выпуклые или вдавленные следы на боковой или верхней части головки болта.
Классы прочности на крепежных изделиях малого диаметра могут быть обозначены в соответствии с системой шкал.
Таблица 4: Маркировка прочности для винтов
Классы прочности гвоздей обычно указываются на их лицевой стороне. Если болт имеет частичную резьбу, на гладкую поверхность болта может быть нанесен цифровой код. Ногти также могут иметь цветовую маркировку (желтый для класса 8.8, белый для класса 10.9) или обозначаться символом на передней части ногтя:
Маркировка высокопрочных гвоздей
Особенности соединения с помощью резьбы
- Надежность за счет использования специальной метрической резьбы и универсальности профиля. Многочисленные исследования подтверждают, что при правильно выбранном классе прочности болта, а также моменте затяжки такое соединение выдерживает большие нагрузки, а также надежно защищено от самооткручивания.
- Выдерживание поперечных и осевых нагрузок. Изготовленные из специальных марок стали, болты хорошо противодействуют нагрузкам в любом направлении.
- Несложный монтаж и демонтаж конструкций. Несмотря на то, что спустя некоторое время открутить резьбовое соединение бывает непросто (из-за коррозии металла), с помощью специальных растворителей это сделать вполне реально.
- Небольшая стоимость работ, которая значительно ниже затрат на сварку. Многие конструкции возводятся сегодня с использованием болтов, поскольку это требует меньше времени и сил.
Следует отметить, что незначительным недостатком резьбовых крепежей является высокая концентрация напряжений в углублении самого профиля резьбы. По этой причине маркировка винта должна быть выбрана правильно в зависимости от точной нагрузки на деталь. Это снижает риск автоматического ослабления гайки при слишком слабой затяжке, а также риск поломки гайки или срыва резьбы при чрезмерной нагрузке.
Плужный болт с потайной головкой
Следует помнить, что сегодня также активно используются все виды стопорных устройств, включая гайки и стопорные шайбы.
Виды резьбового крепления
Резьбовое соединение требует наличия как минимум двух частей, одна из которых имеет внешнюю резьбу, а другая — внутреннюю. Существует несколько типов рисунков резьбы.
В соединяемых деталях просверливается сквозное отверстие, в которое затем вставляется винт, затягиваемый с другой стороны гайкой.
В этом типе соединения в качестве гайки выступает сам фитинг, в котором предварительно просверлено отверстие, затем нарезана резьба, и винт или болт используется для крепления другого фитинга. При использовании саморезов нет необходимости сверлить предварительно просверленное отверстие, так как фитинг автоматически создаст резьбу при вкручивании.
Используйте гвозди
Вкрутите один конец болта в фитинг и установите подходящую гайку на другой конец.
Резьбовой болт
Как правильно затягивать и откручивать болт
Бытовые отвертки — торцевые, открытые и торцевые гаечные ключи — являются наиболее распространенными средствами затяжки болтовых соединений на различных строительных площадках. Однако, поскольку определить момент затяжки сложно, опытные слесари в промышленности и мастерских используют специальные динамометрические ключи или пневматические отвертки, преимущество которых в том, что требуемый момент затяжки можно регулировать в зависимости от типа механизма.
Для ослабления болта используются те же гаечные ключи, но в старых конструкциях болты часто сильно «прикипают» к гайке из-за коррозии. Существует несколько простых методов безопасного откручивания болта:
- использование проникающей смазки WD-40 аэрозольного типа;
- небольшое постукивание по ржавому болту молотком для разрушения ржавчины в профиле резьбового соединения;
- небольшой проворот гайки в сторону закручивания (всего на несколько градусов).
Резьбовые крепежные изделия используются во многих конструкциях и механизмах, так как на практике они зарекомендовали себя как очень надежные и эффективные. Правильный тип болта, затянутый с требуемым моментом, способен выдерживать нагрузку в течение всего срока службы механизма.
