Классификация болтов и гаек

В повседневной жизни можно встретить множество изделий, при изготовлении которых применялись различные крепежные элементы. Наиболее распространенным типом крепежей является болт. На сегодняшний день существуют различные виды болтов, которые имеют разные параметры. Характеристики болтов различаются в зависимости от размеров, типа резьбы, форме головки, стержня и прочности используемого металла.

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.

В зависимости от типа используемого материала зависит обозначение болтов, называемое сортаментом, изучая которые можно понять, из чего делают болты.

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.

Прочность

Прочность строго регламентируется ГОСТом, так как в некоторых случаях о этого зависит безопасность человека, сохранность оборудования или строений. Для достижения точности прочностных характеристик производят расчет высокопрочных болтов. Производство высокопрочных болтов регламентирует ГОСТ 7798-70.

Исходя из прочностных характеристик, болты делятся на 11 классов. Каждая категория имеет собственную маркировка, исходя из которой можно четко определить, к какому классу он относится и какую нагрузку выдерживает. Следует отметить, что каждый метиз имеет определенный запас прочности к показателям, указных в маркировке. Поэтому не стоит переживать, что запас прочности болта будет впрок.

Прочность болтов зависит не только от типа используемого материала, но и технологии изготовления. Исходя и прочностных характеристик крепежных элементов можно выделить классификацию болтов по прочности:

• 3,6 – крепежи из нелегированной стали, без дополнительной закалки;
• 4,6 – изделия из углеродистой стали (углерод менее 0,55%);
• 5,6 – из стали без отпуска (углерод более 0,15%);
• 6,6 и 6,8 – болты из углеродистой стали без дополнительных добавок;
• 8,8 – применяется сталь с дополнительными компонентами (хром, марганец, бор), которая после закалки отпускается при температуре более 400 градусов;
• 9,8 – практически не отличаются от класса 8,8, имея повышенный показатель прочности;
• 10,9 – используется сталь с добавками, которая отпускается в температурном диапазоне от 340 до 425 градусов.
• 12,9 – для изготовления крепежей используется легированная сталь с минимальным содержанием фосфора и серы.

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.

По форме головок

Учитывая разнообразия болтов и их конструкций, существует дополнительная классификации. В зависимости от формы головки, выделяются следующие:

1. Универсальный (с шестигранной головкой) – наиболее распространенный тип, для затягивания которого подходят обычные ключи. Применяется практически во всех сферах, чаще всего такой тип можно встретить в машиностроении и строительстве.
2. Анкерный – особый тип, который используется для крепежа тяжелых элементов. Такие болты отличаются большим разнообразием форм и размеров. Обычно применяются в строительстве для монтажа оконных рам, дверных проемов, подвесных потолков и светильников.
3. Рым-болт – крепеж повышенной прочности, который вместо головки имеет крепежное кольцо. Такая конструкция позволяет поднимать большие грузы. Некоторые модели предусматривают шарнирное крепление кольца, что позволяет ему свободно вращаться на основании.
4. С полукруглой головкой – часто применяется при производстве мебели и монтаже ограждений.
5. С потайной головкой – обычно применяется в радиостроении и электротехнике. После закручивания головка болта не выступает над поверхностью, головка болта полностью плоская и имеет внутренние шлицы для закручивания отверткой. Диаметр головки ненамного больше диаметра стержня.
6. Болт без головки – этот тип не имеет части, называемой шляпкой, шлицы для закручивания вырезаны непосредственно в стрежне.

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.

По типу и шагу резьбы

Для различных типов, используется несколько видов резьбы. Среди наиболее распространенных можно выделить следующие:

1. Метрическая – относиться к группе винтовой резьбы, которая наноситься на внешнюю часть стержня. Форма пазов и выступов формирует равнобедренный треугольник. Параметры этой резьбы измеряются в миллиметрах, из-за чего она получила свое название. Этот тип резьбы наиболее распространенный, чаще всего ее можно встретить использую обычные и анкерные болты.
2. Дюймовая – также имеет треугольный профиль, отличается лишь тем, что ее параметры измеряются в долях дюйма.
3. Трубная.
4. Трапецеидальная – отличается формой впадин и выступов, которые имеют не треугольную, а трапециевидную форму. Это позволяет создать большую силу трения, что не позволяет болту самостоятельно выкрутиться в процессе эксплуатации.
5. Упорная – применяться при повышенных боковых нагрузках, в сечении имеет форму прямоугольного треугольника.
6. Прямоугольная – применяется в тех случаях, когда крепеж должен выполнять свои функции под большими нагрузками.

По классу точности

По классу точности выделяют следующие виды болтов и гаек:

1. Класс точности А – конструкция болтов данного класса предусматривают их установку в предусмотренное отверстие таким образом, чтобы между стрежнем и отверстием не осталось зазора. Изначально диаметр отверстия должен быть меньше диаметра стержня, затем оно постепенно растачивается до необходимых размеров, пока болт не встанет плотно. Разница между диаметрами не может превышать 0,3 мм. Из-за больших сложностей монтажа, такой тип практически не используется в повседневной жизни. Чаще всего они встречаются в точном машиностроении.
2. Нормальной точности (класс В) – разница между диаметров болта и отверстия не должна превышать 3 мм, при этом диаметр стержня не должен отклоняться от нормы более чем на 0,52 мм.
3. Класс С – диапазон допуска для диаметра стержня составляет не более 11 мм.

В строительстве и машиностроении чаще всего применяются крепежи нормальной точности.

Маркировка и обозначение болтов

Болт на чертеже указывается с помощью специальной маркировки, которая позволяет кратко описать все необходимые характеристики.

Чаще всего маркировка наноситься на головку, что позволяет оперативно подобрать необходимый тип.

Рядом с маркировкой может быть указано название производителя.

Для расшифровки болтов нужно обратить внимание на цифры на головке болта, которые означают:

1. Первые цифры указывают на класс прочности, который является наиболее важным, так как указывает, какую нагрузку способен выдержать крепеж (первая обозначает прочность, вторая – текучесть материала.
2. Обозначение резьбы – наноситься на головку только когда резьба левостороння, что указывается стрелкой.
3. Буквы – обозначают тип металла, из которого произведен крепеж.

Обозначение гайки и болта проводится в соответствии с правилами маркировки по ГОСТу или же спецификации согласно международному стандарту DIN 933.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Болт — крепёжное изделие в виде стержня с наружной резьбой, как правило, с шестигранной головкой под гаечный ключ, образующее соединение при помощи гайки или иного резьбового отверстия [1] . До появления резьбовых соединений болтами называли различные многообразные изделия вытянутой цилиндрической формы, такие как например арбалетный болт, но широкое распространение винтовых болтов практически вытеснило из языка другие значения этого слова.

Содержание

Классификация болтов [ править | править код ]

1. По назначению
2. По форме
3. По материалу
4. По классу прочности
5. По покрытию

Классификация по форме [ править | править код ]

• откидные (ГОСТ 3033-78*)
• анкерные (ГОСТ 24379.1-2012);
• рым-болты (ГОСТ 4751-73*);
• болты с шестигранной головкой (ГОСТ 7798.7817-80*, ГОСТ 10602-94*, ГОСТ 18125-72*);
• болты с полукруглой головкой (ГОСТ 7783-81*, ГОСТ 7801-81*, 7802-81*);
• болты с потайной головкой (ГОСТ 7785-81*, ГОСТ 7786-81*, ГОСТ 17673-81*);
• с фланцем (DIN 6921).

Классификация болтов по назначению [ править | править код ]

• Лемешные — используются для крепления навесного оборудования для сельскохозяйственных машин.

Класс прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 8.8.

• Мебельные — используются в мебельной промышленности и строительстве.

Класс прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8.

• Дорожные — используются для дорожных ограждений, для специальных металлоконструкций.

Класс прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 8.8.

• Машиностроительные — используются в машиностроении, автомобилестроении, приборостроении и строительстве в качестве деталей соединения.

Класс прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 8.8; 10.9; 12.9.

• Строительные — используются как изделия для крепления железобетонных стен и перекрытий к стальным балкам и/или колоннам, так называемые стад-болты — гибкие упоры, анкера в виде калиброванных гладких коротких стержней с головками (шляпками как у обычных болтов) или коротких арматурных стержней периодического профиля, привариваемых одним концом к стальной конструкции — верхнему поясу балки (через профилированный настил) или стенке колонны [2][3][4][5] .

Типоразмеры болтов [ править | править код ]

Основные типоразмеры болтов согласно ГОСТ 7805-70:

• Диаметр М6: длина стержня: от 10 мм до 90 мм;
• Диаметр М8: длина стержня: от 16 мм до 100 мм;
• Диаметр М10: длина стержня: от 18 мм до 200 мм;
• Диаметр М12: длина стержня: от 20 мм до 260 мм;
• Диаметр М14: длина стержня: от 22 мм до 300 мм.

Маркировка содержит диаметр болта, длину стержня и нормативный документ, например: «Болт М8х65 ГОСТ 7805-70» [6]

Класс прочности болтов [ править | править код ]

Механические свойства болтов, винтов и шпилек из углеродистых нелегированных и легированных сталей по ГОСТ Р 52627-2006 (ISO 898/1-78) при комнатной температуре характеризуют 11 классов прочности: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 6.8; 8.8; 9.8; 10.9; 12.9. Первое число, умноженное на 100, определяет номинальное временное сопротивление в Н/мм², второе число (отделённое точкой от первого), умноженное на 10, — отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение чисел, умноженное на 10, определяет номинальный предел текучести в Н/мм 2 .

Высокопрочные болты используются в соединениях деталей с/х машин, ж/д креплений, креплений деталей и соединений кранов, в мостостроении и т. д.

В России к высокопрочным, согласно ГОСТ [7] , принято относить болты изготовленные по классу прочности 6.8, 8.8, 9.8, 10.9, 12.9. Прочностные характеристики болтов определяются выбором соответствующей марки стали и технологией их изготовления. Современная технология изготовления высокопрочных болтов базируется на использовании методов холодной или горячей высадки и накатки резьбы на специальных автоматах с последующей термообработкой и нанесением покрытия.

Применяются различные холодно- и горячевысадочные автоматы, способные изготавливать высокопрочные болты с высокой производительностью (100—200 шт/мин).

В качестве исходного сырья используется проволока из низкоуглеродистых и легированных сталей (с содержанием углерода не более 0,40 %) марок 20, 20КП, 35, 35Х 20Г2Р, 65Г, 40Х и других, обеспечивающих требуемый класс прочности.

Механические свойства высокопрочных болтов также определяются свойствами используемой стали и последующей термической обработкой в электропечах с защитной средой, предотвращающей обезуглероживание изделий.

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/мм 2 . Например, обозначение 4.6 предполагает наличие у изделия параметра прочность на растяжение равного 400 Н/мм 2 .

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.

>