Технические характеристики болтов: грузоподъемность и прочность

Выбирая болты для создания разъемного резьбового соединения, важно учитывать их важнейшие технические характеристики – прочность и грузоподъемность. От этого зависит надежность крепежа, безопасность эксплуатации конструкции. В статье рассматривается определение этих параметров, методы расчета и правила выбора. Все этого пригодится перед покупкой.

Что такое прочность и грузоподъемность болтов

В Украине для классификации прочности болтов, резьбовых шпилек и гаек используется аналог международного стандарта – ДСТУ ISO 898-1. Согласно нормативному документу, прочность метизов описывается двумя цифрами, разделенными точкой. Среди возможных значений: от 3.6 до 12.9 с дополнительными 8 промежуточными вариантами. Чем выше обе цифры, тем крепче соединение.

Прочность болтов

Первая цифра указывает на временное сопротивление материала при усилии на разрыв. Используются величины Н/мм², умноженные на 100. Простыми словами это можно назвать грузоподъемностью. При увеличении нагрузки болт просто разрывается, крепящиеся на нем конструкции отпадают. Например, болт с технической характеристикой 9.8. В этом случае 9х100 и получаем 900 Н/мм². Именно такую нагрузку выдержит метиз. При переводе в более привычные значения получится 91,71 кг/мм².

Предел текучести болтов

Вторая цифра демонстрирует соотношение предела текучести к сопротивлению на разрыв. Для расчета полученное значение умножается на 10. Снова к нашему примеру: болт с технической характеристикой 9.8 – это: 9х8=72, а затем 72х10=720. Приведенный результат указывает на предел текучести в 720 Н/мм². Если перевести его в более привычный формат – 73,37 кг/мм². При таком воздействии метиз деформируется бесповоротно, но при этом останется целым, т.е. сохранит грузоподъемность. Однако повторно использовать его уже не получится. Возможно, соединение станет неразборным, его придется разрезать.

Закрепим все это на практике. Болт с классом 9.8, останется целым, если на него оказать нагрузку в размере 720 Н/мм². Но он вытянется или выгнется, станет тоньше в некоторых местах ,утратив свои первоначальные свойства. Если увеличить нагрузку до 900 Н/мм², крепеж разорвется, утратив свою грузоподъемность.

Как определяется прочность и грузоподъемность болтов

Класс прочности болтов проверяется опытным путем в лабораторных условиях:

1. Используется специальный стенд с Г-образными верхними и нижними зажимами.

2. В верхние ставляется шляпка болта.

3. В нижние размещается накрученная на резьбовую часть болта гайка.

4. Стенд начинает растягивать крепеж.

5. Подключенные датчики отслеживают нагрузку.

6. Таким образом фиксируется предел сопротивления текучести, а также окончательная прочность на разрыв, когда метиз разрушается, распадаясь на две части.

Как правильно выбрать болты по прочности

Чтобы правильно подобрать болты для конкретной конструкции, учитывают следующие факторы:

   Проектную нагрузку на место соединения, рассчитанную инженерами;

   Тип металла. У углеродистой и нержавеющей стали разные показатели. Например, высокоуглеродистая сталь имеет меньшую разницу между пределом текучести и разрывом, а легированные металлы могут сильно гнуться, но при этом не разрываться;

   Поперечное сечение крепежа. Добиться необходимой грузоподъемности можно несколькими способами. В первом случае необходимо использовать болты более высокого класса прочности. Во втором – можно задействовать метизы меньшего класса прочности, но увеличенного сечения. Это зависит от диаметра монтажных отверстий;

   На основании готовой таблицы прочности болтов определяют минимально допустимый показатель параметров крепежа для установки в конкретном месте;

   Затем закладывают запас в 50-70%, что повышает общую надежность конструкции на случай незапланированных перегрузок.

Ниже приводим пример некоторых значений из таблицы, демонстрирующих технические характеристики различных болтов. Первая колонка демонстрирует диаметр резьбы, а остальные – класс прочности. Пересечение строк и колонок указывает на нагрузку разрыва в кН.

Важно! Выбрав подходящие по характеристикам болты для конкретной конструкции, не забудьте, что гайки должны обладать такими же характеристиками. В противном случае надежность соединения снизится.

Прочитайте другие статьи:

Виды винтов

Виды промышленного крепежа

Выбор резьбовых шпилек

Причины ослабления резьбы