Для соединения деталей применяются стандартные крепежные резьбовые детали: болты, винты, шпильки, гайки.
Резьбовые крепежные детали изготовляются по соответствующим стандартам и имеют, как правило, метрическую резьбу с крупным шагом, реже с мелким.
Каждая крепежная деталь имеет условное обозначение, в котором отражаются: класс точности, форма, основные размеры, материалы и покрытие.
16.1. Болты
Болт состоит из двух частей: головки и стержня с резьбой.
Условное обозначение болта : Болт 2 М 16 × 1,5. 6g × 75. 68. 09 ГОСТ 7798-70-2 – исполнение; М 16 – тип и размер резьбы; 1,5 – величина мелкого шага резьбы; 6g – поле допуска; 75 – длина болта ι ; 68 – условная запись класса прочности, указывающего, что болт выполнен из стали с определенными механическими свойствами; 09 – цинковое покрытие; ГОСТ 7798-70 – стандарт, указывающий, что болт имеет шестигранную головку и выполнен с нормальной точностью.
Рисунок 16.1
16.2. Гайки
Гайки навинчиваются на резьбовый конец болта, при этом соединяемые детали зажимаются между гайкой и головкой болта.
Условное обозначение гайки : Гайка М 24 -6Н. 6 ГОСТ 5915-70 – шестигранная гайка в исполнении 1 по ГОСТ 5915-70 с полем допуска 6Н, класса прочности 6, без покрытия. Чаще всего используют шестигранные гайки, конструкция и размеры которых определяются ГОСТом. Они разделяются на обычные (рисунок 16.2), прорезные (рисунок 16.3) и корончатые (рисунок 16.4).
Обычные гайки выпускаются в трех исполнениях и трех классов точности (А, В, С), нормальной высоты, низкие, высокие, очень высокие (рисунок 16.5), с нормальным или уменьшенным размером «под ключ».
Рисунок 16.2
Рисунок 16.3 Рисунок 16.4
Рисунок 16.5
16. 3 Винты
Винтом называется резьбовый стержень, на одном конце которого имеется головка (рисунок 16.6). Головки бывают разных форм: цилиндрические, полукруглые, с потайной головкой и др.
Винты бывают двух видов – крепежные и установочные. Установочные винты применяются для регулировки зазоров и фиксации деталей при сборке.
Условное обозначение винта : Винт А М 8 - 6 g × 50. 48 ГОСТ Р 50404-92 –
А – класс точности, М8 – диаметр резьбы, 6 g – поле допуска, 50 – длина, 48 – класс прочности.
Рисунок 16.6
16. 4 Шпильки
Шпилька применяется в тех случаях, когда у деталей нет места для размещения головки болта, или если одна из деталей имеет значительно большую толщину, тогда применять слишком длинный болт неэкономично (рисунок 16.7).
Шпилька представляет собой цилиндрический стержень, имеющий с обоих концов резьбу. Одним нарезанным концом шпилька ввинчивается в резьбовое отверстие, выполненное в одной из деталей. На второй конец с резьбой навинчивается гайка, соединяя детали.
Условное обозначение шпильки исполнения 1 : М 24-6g×80.36 ГОСТ 22032-76 – М 24 - номинальный диаметр метрической резьбы с крупным шагом; 6g – поле допуска; 80 – длина шпильки l; 36 – класс прочности.
Рисунок 16.7
ℓ-длина шпильки, ℓ 0 -длина гаечного конца, ℓ 1 -длина завинчиваемого (посадочного) конца, с учетом сбега резьбы. Глубина завинчивания выбирается: ℓ 1 =d – в деталях из стали, бронзы, латуни, титана; ℓ 1 =1,25 и 1,6 – в деталях из ковкого и серого чугуна; ℓ 1 =2d и 2,5d – в деталях из легких сплавов.
Сфера применения болтов невероятно обширна, и чтобы правильно их подобрать, следует ознакомиться с их видами и обозначениями по ГОСТ. После прочтения нашей статьи с этой задачей сможет справиться даже не связанный с технической областью человек.
1
Это крепежное изделие нашло свое широкое применение. Невозможно представить промышленную область, в которой бы не использовались болты. Строительство, авиа-, машино-, судостроение, да и просто быт – во всех этих сферах они незаменимы. С их помощью можно получить прочное, надежное и, что очень удобно, разъемное соединение. Состоит этот крепежный элемент из двух частей – стержня, на котором нанесена резьба, и головки. Она чаще всего имеет шестигранную форму.
Классифицируются метизы в зависимости от назначения, формы и прочности изделия. Более подробно остановимся на понятии класс прочности. Эта характеристика определяет механические свойства крепежа. Всего существует 11 классов. Обозначаются они двумя числами, разграниченными точкой. Первое число, умноженное на 100, соответствует номинальному временному сопротивлению. Например, для крепежа с классом точности 3.6 оно составляет 300 Н/мм 2 . А умножив следующую цифру на 10, узнаем номинальный предел текучести. Для вышеуказанного болта он будет составлять 60 Н/мм 2 .
Мебельный болт
Существуют специальные с классом прочности не более 5.8. Они используются преимущественно в строительстве и мебельной промышленности. А вот лемешные и дорожные крепежи уже могут иметь более высокий класс прочности – 8.8. Первые нашли свое применение при монтаже навесного оборудования сельскохозяйственных машин. Наибольшим классом прочности (до 12.9) обладают машиностроительные изделия, так как именно они участвуют в сборке ответственных конструкций.
По форме болты бывают откидными, изготавливаемые в соответствии с ГОСТ 3033–78. Их особенность – головка, выполненная в виде подвижной части шарнирного соединения. А вот верхняя часть рым-болта, с особенностями которого можно более подробно ознакомиться, изучив ГОСТ 4751–73, представляет собой кольцо. Эти изделия особенно актуальны при монтаже установок, разгрузочных и погрузочных работах, для буксировки. А все благодаря уникальной конструкции. Стержень болта ввинчивается в посадочное отверстие, а за кольцо можно зацепить крюк, привязать веревку.
Анкерные болты (ГОСТ 24379.1–2012) незаменимы, если необходимо закрепить на стене тяжелый предмет, подвесить что-нибудь к потолку либо зафиксировать массивную конструкцию. Это распорный элемент. Во время его закручивания гайка, находящаяся на конце изделия, втягивается внутрь корпуса и расширяет его.
Различными могут быть головки болтов. Наиболее распространенной по праву можно назвать шестигранную, которая идеально подходит под гаечный ключ. Эти изделия изготавливаются в соответствии с требованиями, указанными в ГОСТ 7798.7817–80, 10602–94 и 18125–72. Но также существуют и метизы с полукруглыми и потайными головками (ГОСТ 7783–81, 7801–81, 7802–8 и 7785–81, 7786–81, 17673–81). Заслуживают внимания изделия с фланцем. Конструкционно они напоминают стандартные детали, только имеют дополнительный фланец. Он внешне напоминает обыкновенную гайку.
2
Условное обозначение метизов появилось в СССР в начале прошлого столетия. В полном обозначении указываются абсолютно все параметры, начиная от названия метиза и его класса прочности и заканчивая номером стандарта. Состоит оно из 13 позиций. Первым указывается название изделия, далее следует класс точности. Третью позицию занимает исполнение изделия. В зависимости от государственного стандарта оно может быть в 4 вариантах. Если применяется исполнение 1, то оно не указывается. Изделия исполнения 2 имеют на конце резьбовой части отверстие под шплинт, а 3 – пару сквозных отверстий в головке. Метиз исполнения 4 не имеет никаких дополнительных отверстий.
На чертежах, размещенных в справочниках, отмечены такие параметры как длина, диаметр стержня и резьбы для каждого вида метизов. Далее в обозначении оговаривается номинальный диаметр, шаг, направление и поле допуска резьбы. Восьмую позицию занимает длина изделия. За ней указывается класс прочности. Причем в этом случае значения номинального временного сопротивления и предела текучести могут не разграничиваться точкой. Следующим идет указание о применении автономной либо спокойной стали. Далее следует марка материала. Последние две позиции занимают сведения о покрытии и номер государственного стандарта.
3
В этом пункте мы остановимся на основных . Если речь идет о болтах с шестигранной головкой, то обязательно указывается класс прочности, товарный знак производителя. На изделия с левой резьбой наносится специальное обозначение. Маркировка может быть как углубленной, так и выпуклой, а размер символов полностью определяет производитель.
Маркировка болтов
В случае, когда для изготовления метизов класса прочности 10.9 применяют низкоуглеродистые мартенситные стали, класс подчеркивается прямой линией. Наносится обозначение на торцевую либо боковую поверхность головки. В последнем случае знаки маркировки делаются преимущественно углубленными. Правда, допускаются и выпуклые символы, главное, чтобы они не выводили за пределы норм параметры изделия. Размеры символов определяются производителем.
4
К метизам предъявляются весьма серьезные требования, ознакомиться с которыми можно в ГОСТ. Также в государственных стандартах приведены и эскизы изделий. На чертежах представлена не только конструкция болтов, но также расположение и особенности маркировки. На поверхности стержневых элементов должны отсутствовать следы коррозии, механических повреждений и трещины напряжений. Возможно наличие штамповочных трещин длиной менее 1d, шириной и глубиной, не превышающей 0,04d метиза на головках и торцах стержней болтов. Глубина раскатных пузырей должна быть менее 0,03d.
Виды болтов
Выбраковывается и продукция с наличием рванин, если они проходят дальше фаски на торце головки либо заходят на опорную поверхность. А дефекты, расположенные на ребрах шестигранника, не должны выводить окружность за предельные размеры. Ширина рванин, находящихся на кромке углубления шестигранной головки, не может превышать 0,06d. А их глубина должна быть менее высоты углубления. Еще допускается наличие рябизны. Для болтов диаметром менее М12 глубина дефекта может быть не более 0,25 мм. Для метизов большего диаметра этот параметр не должен превышать 0,02d. Не выбраковывается продукция и с незначительными заусенцами на опорной поверхности головки.
Готовая продукция подвергается двум видам контроля: визуальному и металлографическому . С помощью первого получается выявить большинство дефектов. При этом визуальный контроль проводится без использования каких-либо увеличительных приборов. В последнем случае речь идет о магнитных методах испытания либо глубоком травлении.
Основные крепежные изделия
Рисунок 1.
Виды крепежных изделий
резьбовых соединений различных конструкций:
а) болт, гайка и шайба; б) винт;
в) шпилька, гайка и шайба; г) винт, вставка и шайба
Среди резьбовых деталей наиболее распространены следующие основные :
- винты (в том числе и ),
- вставки ,
Под болтом (рисунок 1, а) или винтом (рисунок 1, б) понимают стержень с головкой и одним резьбовым концом.
Винт — крепёжное изделие , имеющее стержень с наружной резьбой и головкой. Винт соединяется с гайкой или крепёжным отверстием.
Рисунок 2.
Винты классифицируются по назначению на два типа:
- крепёжные винты, применяющиеся для разъёмного соединения деталей (например, для разъёмных трубопроводов);
- установочные виты, использующиеся для взаимной фиксации деталей.
Болт является крепёжным изделием, имеющим стержень с наружной резьбой на одном конце и головку — на другом. Болт образует соединение при помощи гайки или резьбового отверстия в соединяемом изделии. В отличие от винта, болт обязательно имеет головку для передачи крутящего момента.
Шпилька (рисунок 1, в) имеет два резьбовых конца и не имеет головки.
Рисунок 3. Гайки нержавеющие.
Вставка (рисунок 1, г) представляет собой по форме винтовую пружину из проволоки ромбического сечения, завинчиваемую с натягом в резьбовое отверстие.
Гайка — крепёжное изделие с резьбовым отверстием и конструктивным элементом для передачи крутящего момента.
Шайба — крепёжное изделие отверстием, подкладываемое под гайку или головку болта или винта. Шайба служит для увеличения опорной поверхности или для предотвращения их самоотвинчивания.
В нашей стране и за рубежом разработаны стандарты на наиболее распространенные виды деталей резьбовых соединений общего назначения.
Материалы крепёжных изделий
Согласно стандарту на крепёж ГОСТ 1759.4-87 «Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытания» («Bolts, screws and studs. Mechanical properties and test methods»), механические характеристики углеродистых и легированных сталей, применяемых для изготовления болтов, винтов и гаек, а также марки стали должны соответствовать указанным в таблице 1.
Таблица 1. Механические характеристики коррозионно-стойких (нержавеющих), жаропрочных, жаростойких и теплоустойчивых сталей (при нормальной температуре) для производства винтов, болтов, изготовления шпилек и гаек.
| Марка стали крепежа | предел прочности σ в, МПа | предел текучести σ т, МПа | относительное удлинение δ 5 , % | ударная вязкость, a H , Дж/см 2 |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Болты | Гайки | не менее | |||
| 12Х18Н10Т | 12Х18Н9Т, 10Х17Н13М2Т | 520 | 200 | 40 | 40 |
| 20Х13 | — | 700 | 550 | 15 | 60 |
| 14Х17Н2 | 20Х13, 14Х17Н2 | 650 | 12 | 60 | |
| 10Х11Н23Т3МР 13Х11Н2В2МФ | — Х12Н22Т3МР | 900 | 550 | 8 | 30 |
| 25Х1МФ | 25Х2М1Ф 20Х1М1Ф1ТР | 750 | 10 | 30 | |
Применение бессемеровских сталей для изготовления крепежных деталей запрещено, так как такой стальной крепёж обладает повышенной хрупкостью вследствие высокого содержания фосфора и азота, поглощаемых из воздуха при продувке.
При жёстких требованиях к коррозионной стойкости, прочности, габаритам и массе соединения применяют крепёжные изделия из титановых и бериллиевых сплавов, высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов.
Покрытия крепежа
В соответствии с ГОСТ 1759.4—87 для крепёжных деталей предусмотрены покрытия и оксидные пленки (см. таблицу 2). Выбор вида покрытия для определенного материала выполняется по ГОСТу. Толщина покрытий δ (устанавливается по согласованию) выбирается в зависимости от шага резьбы в следующих пределах:
- при шаге резьбы крепежа Р < 0,4 мм толщина его покрытия варьируется в пределах δ = 3 ... 6 мкм;
- при среднем шаге резьбы крепежа Р = 0,4 ... 0,8 мм толщина его покрытия составляет δ = 6 ... 9 мкм;
- при большом шаге резьбы крепёжных изделий Р > 0,8 мм толщина покрытия должна составлять δ = 9 ... 12 мкм.
Покрытия крепежа ГОСТ должны соответствовать указанным в таблице 2.
Таблица 2. Виды покрытий крепежа по ГОСТ
| Обозначение | Покрытие | Рабочая температура, t °C, не боле |
|---|---|---|
| 00 | Крепёж без покрытия | |
| 01 | Цинковое покрытие крепежа с хроматированием | 300 |
| 02 | Кадмиевое покрытие с хроматированием крепежных деталей | 200 |
| 03 | Многослойное медно-никелевое покрытие крепежа | 600 |
| 04 | Многослойное медно-никелево-хромовое | 600 |
| 05 | Оксидное покрытие крепежа | 200 |
| 06 | Фосфатное с промасливанием покрытие крепежных изделий | 200 |
| 07 | Оловянное покрытие крепежа | 150 |
| 08 | Медное покрытие крепежных деталей | 600 |
| 09 | Цинковое покрытие крепежа (оцинкованный крепёж) | 200 |
| 10 | Оксидное анодизационное покрытие крепежа с хроматированием | 200 |
| 11 | Оксидное из кислых растворов покрытие крепёжных изделий | 200 |
| 12 | Серебряное покрытие крепежа | 600 |
| 13 | Никелевое покрытие крепёжных изделий | 900 |
Маркировка крепёжных изделий
Рисунок 3. Маркировка болтов, шпилек, и винтов.
По ГОСТ 1759.0-87 следующие крепёжные изделия должны иметь маркировку, обозначающую класс прочности:
- винты с внутренним шестигранником и диаметром резьбы d ≥ 5 мм и
- шпильки с диаметром 12 мм и выше должны иметь маркировку, обозначающую класс прочности.
Крепёж классов прочности 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.6, 6.8 и 6.9 маркируется так, как это согласуют между собой потребители и .
Размеры знаков маркировки устанавливаются изготовителем крепёжных изделий. Клеймо завода и маркировочные знаки должны наноситься на головку болта или винта и на торец конца шпилек (рисунок 2). По способу нанесения маркировка болтов , шпилек и винтов может быть двух видов:
- выпуклой или
- углубленной.
Условные обозначения болтов, шпилек и винтов
Условные обозначения следующих крепёжных изделий:
- болтов,
- шпилек,
- винтов из углеродистых сталей классов прочности 3.6…6.9,
- гаек из углеродистых сталей классов прочности 4…8 и
- изделий из цветных сплавов —
- наименование детали,
- исполнение,
- диаметр резьбы,
- длина болта,
- мелкий шаг,
- поля допуска резьбы,
- указания о применении материала,
- класс прочности или группа,
- вид покрытия и
- номер размерного стандарта на крепёж.
Болты, шпильки и винты классов прочности 8.8, 10.9, 12.9, 14.9 и гайки классов прочности 10, 12 и 14, изделия из коррозионно- и жаростойких, жаропрочных и теплоустойчивых сталей, а также детали, материал которых не предусмотрен ГОСТ 1759.0—87, следует обозначать так же, только необходимо указать марку стали или сплава.
В обозначении крепежа не указываются:
- класс точности резьбы 3,
- крупный шаг резьбы,
- исполнение 1,
- вид покрытия 00 (крепёжные изделия без покрытия).
Пример обозначения крепёжных изделий
Обозначение болта по ГОСТ 7795-70 с диаметром 10 и длиной 60 мм с полем допуска резьбы 6g из стали 38ХА с цинковым покрытием:
- с крупным шагом резьбы (исполнение 1):
Болт M10×60.6g.38×A.88.09. ГОСТ 7795-70; - с мелким шагом резьбы (исполнение 2):
Болт 2M10×60×1.25.6g.38ХА.88.09.ГOCT 7795-70.
Заключение
Для крепежа ГОСТ 27017-86 устанавливает терминологию на различные конструктивные формы. Номенклатура крепежа, установленная стандартом, обязательна для применения во всех видах документации и литературы, использующих эти стандарты. Однако определения различных видов крепежа, установленные ГОСТом, допускается дополнять, вводя в них производные признаки и характеристики крепёжных изделий, раскрывая значение используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объём определяемого понятия.
Список литературы
- Иосилевич Г. Б., Строганов Г. Б., Шарловский Ю. В. Затяжка и стопорение резьбовых соединений.. - М. : Машиностроение, 1985. - 224 c.
- Гоулд Д., Микич М. Площади контакта и распределение давлений в болтовых соединениях // Конструирование и технология машиностроения. 1972. №3... - С. 99.
- Ретшер Ф. Детали машин: в 2-х томах.. - М. : Госмашметиздат. 1933-1934г..
Получив доступ к данной странице, Вы автоматически принимаете
